EP4248528A1 - Module connector and contact protection element - Google Patents
Module connector and contact protection elementInfo
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- EP4248528A1 EP4248528A1 EP21810358.8A EP21810358A EP4248528A1 EP 4248528 A1 EP4248528 A1 EP 4248528A1 EP 21810358 A EP21810358 A EP 21810358A EP 4248528 A1 EP4248528 A1 EP 4248528A1
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Definitions
- the subject relates to a connector, in particular a module connector, in particular a battery module connector for vehicles with an electric drive.
- connection of electrically conductive components is always critical with regard to the electrical contact resistance on the one hand and the necessary protection against accidental contact on the other. Particularly in the case of components with voltages of more than 12V, preferably more than 48V, special attention must be paid to the protection against accidental contact. This is particularly important in the industrial assembly of battery modules into complete batteries, since the occupational safety of the fitters is very important.
- Battery modules in particular for batteries in drive trains of electrically operated vehicles, are made from battery cells connected in series and in parallel with one another.
- the battery cells within a battery module are connected to one another in series and parallel to one another via cell connectors. Due to the series connection of a large number of battery cells, an output voltage of at least 48V or 60V, for example, is present at the electrically outer cell connectors of a battery module.
- Such output voltages on a battery module are usually unproblematic. Nevertheless, these poles can already be provided with protection against accidental contact.
- the top side of the screw element can be in electrical contact with a live part, so that a voltage flashover can occur on the top side of the screw.
- the screw can be covered with a protective cover to secure it, but screwing is then no longer possible.
- the electrical contact resistance at a connection point is of great importance.
- high currents flow through the electrically conductive connections.
- the power loss increases quadratically with the current and linearly with the contact resistance.
- a low electrical contact resistance is achieved via a large contact area.
- the module connector known from EP 3,419,119 Contact surface only an end face of a connecting part.
- the surface of such an end face is narrowly limited due to the requirement for protection against accidental contact.
- a test finger must not come into contact with the live parts, so that a gap on the insulating housing must not become too large.
- this gap defines the size of the end face and therefore of the contact area.
- the object on which the object was based was to provide a connector which provides safe contact protection on both sides with low contact resistance. This object is achieved by a connector according to claim 1 as well as 21 and 31 as well as a contact protection element according to claim 30
- the connector in question is used for the electrically conductive connection of two electrical components. This includes, for example, connecting an electrical line to an electrical add-on part, for example a battery pole, in particular a battery module, connecting two electrical lines to one another, connecting a module connector to a cell connector or connecting a line to another component.
- an electrical add-on part for example a battery pole, in particular a battery module
- An electrical line can be a flat line, in particular a stranded line or a line made of solid material.
- the electrical line can be formed from an electrically conductive material, in particular from an electrically conductive metallic material.
- the metallic material is preferably copper or a copper alloy.
- the metallic material can also be aluminum or an aluminum alloy.
- the conductive material can be conductively coated, in particular metallically coated, for example, plated with nickel and/or tinned. A coating with silver, gold or other precious metals is also conceivable.
- the connector has a first connection part which is connected to a second
- Connecting part is electrically conductively connected.
- the second connection part can be complementary to the connector in question.
- the second connection part can be a second electrical line, a connection bracket on an electrical component or an electrical component itself.
- Electrically conductive components of the connector are formed in particular from an electrically conductive material mentioned above.
- the conductive materials mentioned are not only used for the first connection part, but can also be used optionally for the second connection part.
- the conductive materials of the electrically conductive components, in particular the connecting parts and/or the conductors, can be different or identical to one another.
- the first connecting part preferably has a bushing with an axially extending shank with a through opening extending in the axial direction and a collar running in the radial direction. It is also possible for the first connecting part to be pot-shaped with a through-opening extending in the axial direction on the base and the collar.
- the collar is used to connect the connector to an electrical conductor.
- the shank or cup serves to receive a fastening element and to make electrical contact with the second connection part.
- the fastening element and a contact protection element are arranged on the connecting part.
- a non-positive and/or positive connection between the first connecting part and the second connecting part can take place via the fastening element, in particular at least in the axial direction.
- the contact protection element serves to protect the fastening element against unintentional contact, in particular before and during the connection of the two connection parts.
- the fastening element can be guided through the through-opening and point with its bolt in the axial direction in the direction of the second connecting part.
- the contact protection element can be located in the axial direction on the side facing away from the shank Side to be placed on the collar. With the help of the contact protection element, it is possible to secure the fastening element against accidental contact. In particular, this backup should take place during the screwing process. In order to optimize the installation space, however, after the two connecting parts have been connected, the fastening element should be secured against contact on the side facing away from the bolt and the contact protection element should be removable.
- the contact protection element has a dome and that the fastening element is guided in an axially movable manner in the dome.
- the fastener has a radially extending head and an axially extending stud. Fastening means are arranged on the bolt to be connected to the second connection part.
- the fastening means of the fastening element can be formed from a thread, a bayonet lock, a rotary lock or the like. To connect the two connecting parts to one another, the fastening element can be moved about the axial axis, in particular by means of screwing movements.
- the fastening element can therefore also be referred to as a screw element. If screws, screw elements or the like are mentioned in the following, all conceivable fastening means are always to be understood by this.
- the head bear against at least parts of an inner lateral surface of the dome.
- the dome is shaped in such a way that the fastening element is held captive in the contact protection element before it is screwed in, at least in the axial direction. be held in particular with his head non-positively on parts of the inner surface of the dome.
- the frictional connection is in particular such that the fastening element can be displaced in the axial direction by means of a tool and is mounted so that it can rotate about the axial axis.
- the fastening element By fixing the head in the Dom, the fastening element can be inserted into the dome, but it does not slip suddenly through the dome onto possibly live parts of the first and/or second connecting part.
- the bolt In the fixed state in the dome, the bolt is at a distance from the first and/or second connecting element in the axial and/or radial direction. This also applies if the contact protection element is fixed to the connecting element.
- the inner lateral surface of the dome is profiled along a section in the axial direction, i.e. in a longitudinal section through the dome, parallel to the longitudinal axis of the fastening element and in particular in the direction of movement of the fastening element in the axial direction when connecting, the inner lateral surface has a profile such as this that the opening cross-section of the dome varies.
- the opening cross section can also be referred to as the diameter or the free diameter or the clear width of a passage opening of the mandrel on its inner lateral surface.
- the fastening element in particular the head of the fastening element, depending on its axial position during connection with a variable radial force dependent on the axial position of the fastening element relative to the dome, can rest inward on the inner lateral surface of the dome.
- the fixation of the fastening element is advantageous since this can be assembled together with the contact protection element as a subassembly. After the contact protection element is fixed at the assembly position, in particular on the first connecting part, as will be described below, the contact protection element together with the fastening element is captively mounted there.
- Another advantage of the radial spread of the dome in the The holding area lies in the fact that the dome in the locking area presses radially inwards as a result of this force acting radially outwards.
- the fastening element on the holding area exerts a torque on the lateral surface of the dome, which causes the lateral surface of the dome on the opposite side in the longitudinal direction, i.e. the locking area, to be pressed inwards with a force and thus locking is improved.
- the fastening element Before the connection is made, the fastening element is mechanically secured within the contact protection element, so that it does not come into contact with live parts. During the connection, the fastening element, since it lies within the dome, is protected from being touched by the wall of the dome. At the end of the connection, particularly if the fastening element is fixed to the second connection part and is subject to stress, the contact protection element can be removed. In this case, protection against contact is provided in that the head of the fastening element has an electrically insulating coating on its side opposite the bolt. The contact protection element thus has a contact protection function during the connection of the fastening element and, on the other hand, can be removed after the connection in order to optimize the installation space.
- the fastening element or the bolt of the fastening element is held in the contact protection element before connection in such a way that it does not come into contact with live parts, in particular not with the first connection part and/or the second connection part, insulation of the bolt can be assumed or any other contact protection at the tip of the bolt can be dispensed with. It is therefore also possible to equip the bolt with large diameters, since there is no need for contact protection that would take up too much space. Only the outer diameter has to be adapted to a larger bolt, but the installation height is usually the more relevant dimension.
- the inner lateral surface of the dome is profiled in a longitudinal section. An opening cross section defined by the inner lateral surface of the dome thus varies according to the profiling.
- the dome In the area of a first face of the dome, in particular in an area facing away from the collar, the dome has a holding area.
- the opening cross section of the dome in the holding area is such that the fastening element is held in an axial position with its head.
- the inner lateral surface of the mandrel exerts a radially inward-pointing force on the peripheral surface of the head, so that it is preferably held in position by friction.
- An axial force that exceeds the weight of the fastener is therefore necessary in order to overcome the frictional resistance and the fastener to move his head out of the holding area in the axial direction.
- the holding area is thus the
- the peripheral surface of the head is at least partially in contact with the inner lateral surface of the mandrel in the holding area.
- the holding area preferably has at least the same axial extension as the head, in particular the peripheral surface of the head.
- the head of the fastening element is preferably held in the dome with a press fit.
- the contact protection element together with the fastening element held in the holding area can be put together as an assembly and fixed to the first connecting part as described below.
- the fixation on the first connection part can be such that the contact protection element is captively held on the first connection part, in particular by means of a form fit.
- the profiling of the inner lateral surface of the dome can be such that the contact protection element can be detached from the connecting part by an axial displacement of the fastening element within the dome, in particular in that a form fit between the contact protection element and the first connecting part is canceled by an axial displacement of the fastening element.
- the area of the dome that is axially opposite the holding area in particular has an expansion area.
- the opening cross section of the mandrel is tapered, in particular smaller than the opening cross section in the holding area.
- the expansion area faces the collar of the connecting part. The expansion area is such that the fastening element with its head exerts a radially outward-pointing force on the lateral surface of the dome when the head is in the expansion area.
- the wall of the dome is preferably axially slotted in the expansion area.
- a radially outward force exerted by the head on the wall of the mandrel in the expansion area leads to an elastic expansion of the opening cross-section of the mandrel and to a rocking of the wall around a deflection point, which is in the transition area, as will be described below.
- This spreading can release a form fit between the dome and the connecting element. The spreading can be done with less force due to the slit.
- the wall of the mandrel is preferably moved radially inward in the holding area. Conversely, when the holding area is spread, the wall of the mandrel is moved radially inwards in the spread area.
- a transition area can lie between the expansion area and the holding area in the axial direction.
- This transition area has an opening cross section that is larger than that of the holding area and the spreading area, so that the head is guided in it with a loose fit.
- the loose fit means that the fastener in the axial direction in Can be moved essentially without friction losses.
- a rotation of the fastening element in the transition region is preferably possible essentially without friction of the fastening element, in particular of the head, on the inner lateral surface of the mandrel.
- the head is preferably guided with a loose fit in the opening cross section.
- the largest diameter of the head is preferably smaller than the smallest diameter of the opening cross section in the transition area.
- segments of the mandrel that are separated from one another by the axial slots can be connected to one another in the slots by webs running between the segments.
- the dome Starting from an upper end face, the dome extends in the axial direction over the holding area, the transition area and the expansion area to a lower end face.
- the dome In the area of the lower end face, the dome can have a flange pointing radially outwards.
- the dome In the area of the lower end face, the dome can have at least two, preferably at least four or more slots running axially in the wall of the dome, starting from the lower end face and extending in particular over the expansion area, in particular up to the transition area.
- the slots divide the wall of the dome into segments. In particular, the segments are distributed over equal angular sections of the dome. In particular, four or more segments are provided. The segments are connected to each other via webs in the slots.
- the opening cross section of the dome is delimited by the inner lateral surface of the wall of the dome.
- the opening cross section in the transition area is larger than the opening cross section in the expansion area and the opening cross section in the holding area.
- the opening cross section in the holding area is preferably larger than the smallest opening cross section in the spreading area.
- Conical or channel-shaped profiles can be provided at the transitions between the individual areas, so that an essentially stepless transition is formed between the areas and thus the head can slide between the individual areas in the axial direction without tilting.
- a positive connection can be formed between them.
- a locking element on the outer and/or inner end edge of the lower end face of the contact protection element and a locking element on the side of the collar facing the contact protection element can engage behind one another.
- a locking element is arranged on the surface of the collar assigned to the dome, which locking element corresponds to, in particular is complementary to, a locking element arranged on the lower end face of the dome.
- the locking elements engage behind each other in the radial direction.
- the locking elements can be formed in the manner of snap closures, each with opening cross sections that increase in the radial direction. When the locking elements are pushed together, the undercuts lock into one another.
- the locking element of the dome is spread radially outwards when it is pushed together and when it is locked, the locking element of the dome springs radially inwards behind the locking element on the collar and a form fit is formed.
- the contact protection element can be pressed against the collar with an axial pressure force to connect to the first connection part and the locking elements lock with one another, so that the contact protection element is held on the collar in an essentially captive manner.
- the locking of the locking elements can be alternative or cumulative be improved by the fastening element pushed into the holding area As described above, the head of the fastening element presses the dome radially apart in the holding area, whereby the dome is radially compressed in the locking area. This results in mutual securing between the locking element and the contact protection element.
- the fastening element is first inserted, in particular pressed, into the contact protection element in the axial direction.
- the fastening element may then first sit loosely on the inner lateral surface of the dome in the holding area. If the assembly consisting of the fastening element and the contact protection element is then latched onto the connecting part, this takes place with greater force. Subsequently, the fastening element is also held correspondingly better in the holding area and the contact protection element can only be released again with great effort as long as the fastening element is seated in the holding area.
- this locking can be released by spreading the wall of the dome when the fastening element is axially displaced into the expansion area, and the contact protection element can be removed from the collar without tools.
- the locking elements are such that the contact protection element in the locked state cannot be detached from the collar in a non-destructive manner without being spread by the fastening element.
- the head of the fastening element in the holding area presses the wall of the dome outwards, this causes a radially inward-pointing force on the wall of the dome in the expansion area and therefore in the area of the locking elements. This fixes them with an additional force.
- the head is in the expansion area, the expansion of the wall of the dome caused by the head of the fastening element pushes the locking element of the dome radially outwards. This allows the locking with the locking element of the connecting part to be released.
- the contact protection element can then be removed from the collar without tools and without destroying it.
- the fastening element is guided into the expansion area during connection.
- the head of the fastening element presses against the inner wall of the mandrel in the expansion area with a radially outward force. Due to the narrowing of the radius of the opening cross section, there is an elastic deformation of the dome in the expansion area, in which the wall of the dome is pressed outwards. If the taper of the radius is greater than or equal to the extent of the overlap of the undercuts, the elastic deformation during the expansion means that the undercuts no longer engage behind each other in the expanded state.
- the contact protection element can be removed from the first connecting part without tools. Only the frictional force that the head of the fastening element exerts on the inner lateral surface of the mandrel in the expansion area has to be overcome in order to remove the fastening element.
- the bolt of the fastening element protrudes into the socket or cup of the first connection part.
- the inner lateral surface of the through-opening and/or the socket of the connecting part can have an electrically insulating coating, so that the bolt of the fastening element does not come into contact with the material of the first connecting part
- an axial extension of the transition area or of the transition area and the expansion area is less than an axial extension of the bolt.
- the fastening element is inserted into the contact protection element, it is inserted into the dome with the bolt first.
- the head is inserted through an opening on the upper end face, which tapers into the dome in the axial direction.
- the taper of the opening cross-section of the dome can be such that the Opening cross-section is smaller than the diameter of the head.
- the wall of the mandrel can be spread elastically radially outwards.
- the opening of the dome can widen outwards in the axial direction next to the taper in the radial direction.
- the holding area begins at the radial widening of the opening, in the axial direction behind the narrowing. The head can thus be inserted into the holding area in the manner of a snap connection.
- the head Due to the radial widening, the head can hit the wall of the narrowing in the axial direction. The head is then held in the holding area by the radial widening, so that the fastening element is held in the axial direction in the direction of the upper end face in the contact protection element.
- the bolt protrudes beyond the lower face of the dome.
- the fastening element can be pushed onto the first connecting part together with the contact protection element, in particular inserted into the through-opening.
- the bolt can be used to align this assembly on the first connection part, in particular by threading the bolt with its protruding area into the through-opening of the first connection part.
- the contact protection element can latch with the first connecting part in the manner described above.
- the inner lateral surface of the socket in particular the inner lateral surface of the through-opening, is preferably coated in an insulating manner, so that the bolt of the fastening element does not come into contact with an electrically conductive part when it is threaded into the through-opening.
- the assembled assembly of contact protection element, fastening element and first connection part can then be aligned with the second connection part.
- the dome be slotted in the expansion area.
- the slots preferably run in the axial direction.
- the Slots are preferably arranged at equidistant angular distances from one another on the dome. The slots allow the wall of the mandrel to expand radially outward when the head of the fastener pushes outward on the inner wall of the mandrel in the expansion area.
- the dome is preferably slotted from the expansion area to the holding area.
- the slots preferably run in the axial direction.
- the segments of the dome that are spaced apart from one another by the slots are preferably connected to one another via webs.
- the webs preferably run in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the dome.
- the webs are preferably formed in one piece with the material of the segments of the dome. The webs act in the manner of a hinge or a deflection point between the holding area and the spreading area.
- This hinge function of the webs allows the locking elements to "rocker" around them. This means that the fastening element can be inserted into the contact protection element with little axial force.
- the rocker function means that the holding area expands radially and the expansion area simultaneously expands radially inwards As a result, the assembly consisting of the fastening element and the contact protection element can be easily joined.
- the rocker can no longer open in the expansion area without an increased radial force. If the assembly consisting of the fastening element and contact protection element is now locked on the connecting part, this is done by spreading the locking elements radially outwards by applying an axial force to the dome. If the dome opens like a trumpet in the expansion area, this facilitates radial expansion due to an axial contact pressure.
- the expansion area is then pressed outwards by the connecting part, as is the holding area by the fastening element.
- the fastener and touch protection element secure each other.
- the Touch protection element sits securely on the connecting part and cannot fall off during transport.
- the rocker function Only when the fastening element is moved from the holding area into the transition area during later fixing to the second connecting part does the rocker function again.
- the holding area can then be moved radially inwards, which facilitates a radial movement or spreading outwards of the spreading area. After spreading, the contact protection element can be easily removed.
- the locking element on the dome is in the expansion area, in particular in the area of the lower end face.
- the axial position of the expansion area and the locking element of the dome can be the same on the longitudinal axis of the contact protection element. This means that a spreading of the mandrel in the spreading area causes the greatest possible spreading of the locking element; in particular, both the locking element and the spreading area are aligned towards the lower end face.
- Both the expansion area and the locking element can be formed at least partially circumferentially.
- the locking element is in particular a circumferential ring, interrupted by the axial slots.
- the expansion area is in particular a circumferential, inward-pointing projection on the inner lateral surface of the mandrel, interrupted by the axial slots.
- the bolt be in the form of a screw or threaded bush.
- the bolt can be screwed, both as a plug and as a socket.
- a bayonet lock, a rotary lock or the like can also be formed on the bolt.
- the connection elements are preferably fastened by the fastening element in such a way that the bolt is rotated about its longitudinal axis during fastening. As a result, the bolt is displaced in the axial direction. That means, that the connection leads to an axial displacement of the head arranged on the bolt, so that the head is forced out of the transition area into the expansion area by the connection process. This can be done not only by screw and thread but also by other connection concepts.
- an outer lateral surface of the shank tapers in an axial direction pointing away from the collar.
- the bushing of the first connecting part extends in the axial direction with its through-opening and the wall at least partially surrounding the through-opening.
- the bushing with the through-opening for receiving the bolt is formed on an upper end face in the region of the collar.
- the through-opening of the bush has a first opening cross-section there, which approximately corresponds to the cross-section of the bolt. Starting from this first opening cross section, the through opening of the bushing extends in the longitudinal direction towards a lower end face. In the region of the second end face, the through-opening of the bushing has a second opening cross-section which is larger than the first opening cross-section.
- the inner lateral surface of the through-opening of the socket can be coated all around with an insulating material.
- the shaft extends in the direction of the lower end face.
- the shank preferably has a peripheral wall that delimits the through-opening.
- the inner lateral surface of the shank, which delimits the through-opening can have an insulating coating, as described.
- the outer lateral surface of the shank, in particular in a region of the lower end edge, can be tapered in the longitudinal direction, in particular tapered conically.
- the wall thickness decreases in the direction of the lower front edge.
- the outer lateral surface can serve as a contact surface for electrical contact with the second connecting part.
- the lower end edge of the shaft, in particular the lower end face of the shaft can preferably be insulated all around.
- the insulation of the lower end face of the shank and the inner lateral surface of the through-opening can be in one piece, in particular molded on.
- At least parts of the collar can be coated with an insulating material on the upper end face.
- the coating can be in particular in the areas where the head does not rest. This ensures a good contact pressure of the head against the collar. In particular, the head can rest directly on the collar. However, the coating can also be over the entire surface.
- This coating can also be in one piece and in particular in one piece with the coating of the inner lateral surface of the through-opening. In this case, the coated surfaces mentioned above can be coated in a single injection molding process.
- the first connection part can also be formed as a pot. It goes without saying that the second connecting part can in each case be formed in a complementary manner.
- the description of the socket and pot for the first connection part can also be understood as a description of the respective complementary second connection part. The features mentioned thus apply equally to the first and the second connecting part.
- a cup formed by the inner lateral surface of the pot widens in an axial direction pointing away from the collar.
- the pot of the first connecting part extends in the axial direction with its at least partially circumferentially delimiting wall.
- the cup with the through-opening for receiving the bolt is formed on an upper end face in the area of the collar.
- the passage opening of the pot has a first opening cross section there, which corresponds approximately to the cross section of the bolt.
- the bottom of the cup has a cross-section which essentially corresponds to the upper face of the shank of the socket of the second connection part. Starting from the bottom of the pot, in which the through-opening is, the pot extends in the longitudinal direction to a lower one face.
- the outer lateral surface of the pot can be coated all around with an insulating material.
- the inner lateral surface of the pot which delimits the through-opening, can widen in the longitudinal direction, in particular be shaped in a conically widening manner.
- the wall thickness decreases in the direction of the lower front edge.
- the inner lateral surface can serve as a contact surface for electrical contact with the second connection part.
- the lower end edge can preferably be insulated all around.
- the insulation of the lower end face and the outer lateral surface can be integral, in particular injection-molded.
- At least parts of the collar can be coated with an insulating material on the upper end face.
- the coating can be in particular in the areas where the head does not rest. This ensures a good pressing force of the head against the collar. In particular, the head can rest directly on the collar. However, the coating can also be over the entire surface.
- This coating can also be in one piece and in particular in one piece with the coating of the outer lateral surface of the pot. In this case, the coated surfaces mentioned above can be coated in a single injection molding process.
- the collar is coated in an electrically insulating manner on the upper end face, at least in parts, with the locking element preferably being formed in one piece from the coating. Together with the coating, the locking element can also be produced in a single injection molding process.
- the electrically conductive core of the connecting part in particular comprising the socket with collar and shaft, can be inserted into an injection mold as an insert made of a conductive material.
- the insert can then be essentially completely encapsulated with the exception of at least the outer lateral surface of the tapering wall of the shaft. This can be free be from isolation. This surface then serves as a connection surface with the second connection part.
- an electrically insulating collar at least partially surrounds the shaft and is spaced from the outer surface of the shaft in the radial direction, so that an annular space is formed between the collar and the shaft.
- the electrically insulating sleeve can also be formed in one piece with the rest of the insulation.
- the insulation can be formed from an electrically insulating material, in particular a plastic, in particular PVC, PC, PET, PBT, PA, PPA or PPS or the like.
- a thermoset or a liquid-crystalline plastic is also possible.
- the cuff can be molded onto the collar as part of the described injection molding process.
- the cuff is preferably formed completely around the shaft.
- the cuff extends in the axial direction, starting from the collar, along the shank to at least the lower end edge of the shank.
- the cuff and the frontal coating of the socket can end in a common plane.
- the lower face is then completely insulated. Only the annular space between the sleeve and the shaft allows access to the non-insulated outer surface of the shaft.
- the radial distance between the inner edge of the cuff and the outer edge of the shank can be such that it is less than a test standard requires.
- This so-called finger gap is preferably smaller than 3 mm, in particular 2.8 mm, in particular in order to meet the IPXXB standard, DIN EN 60529.
- the socket or pot has a through hole.
- this passage opening preferably has two different opening cross sections.
- the passage opening widens towards the bottom. front edge up.
- a first, smaller opening cross-section can be provided on the upper front edge, on the side facing the collar be provided.
- a larger opening cross section can be provided at an axial distance from the upper front edge towards the lower front edge.
- the inner lateral surface of the through-opening has an at least partially electrically insulating coating.
- the connecting part can be inserted with its peripheral sleeve or the outer surface of the pot.
- the cuff completely surrounds both the shaft.
- the collar preferably protrudes radially beyond the cuff or the pot.
- the collar has an insulating coating on its upper end face and possibly on its peripheral wall.
- the collar can form a flange on a side facing the shaft. This flange can be at least partially uncoated.
- the conductor can also be uncoated around the opening.
- the collar with its flange can be pressed against this uncoated, in particular uninsulated, surface of the conductor.
- the collar On its flange side, the collar preferably has an at least partially circumferential projection which extends axially in the direction of the shank and is spaced radially from the shank. This projection can be used as a welding pad, particularly arcuate or conical in cross section. The welding pad serves to increase the contact pressure of the collar against the conductor in the case of welding the collar to the conductor.
- the connecting part with the cuff or the pot is inserted into the opening.
- the collar rests with its flange on the non-insulated surface of the conductor.
- the connecting part in particular the collar, in particular the flange side of the collar, is pressed axially onto the conductor using a suitable welding tool its axis rotates so that a bond is formed.
- Another connection between the collar and the conductor is also possible, for example by means of resistance welding, laser welding, soldering or the like.
- the collar In order to connect the collar as flush as possible to the insulation of the conductor, in particular to ensure flush, complete insulation, it is proposed that the collar have a radially circumferential, external fold.
- This fold serves to accommodate an insulation of the conductor.
- the fold may also favor overmolding.
- the collar can be placed on the conductor in such a way that the fold is circumferentially spaced on the insulation or rests directly against or on it and the radially inner areas of the collar are flange-like on the non-insulated conductor. The seam should not rest on the insulation if friction welding.
- the head of the fastening element be coated in an electrically insulating manner on its surface facing away from the bolt.
- the fastening element is preferably made of a metallic material. Since this material is electrically conductive and in particular the bolt of the fastening element can come into contact with conductive components when the fastening element is connected to the second connecting part and also when the connecting parts are connected, the head of the fastening element can be coated with an electrically insulating coating.
- a further aspect is a connector, in particular battery module connector, in particular for vehicles with an electric drive according to claim 21.
- This connector comprises a first connecting part as described above, in particular according to one of claims 1 to 20 and a second connecting part.
- the connecting parts can be connected to one another in an electrically conductive manner.
- a first electrically conductive surface is provided on the first connection part on the outer lateral surface of the shaft.
- the second connector is a socket with an axially extending cup-shaped shank and a radially extending collar. Inside the pot-shaped. An axially extending receiving element is provided on the shank. Both the shaft and the collar are formed from a conductive material as described above.
- An inner lateral surface of the shank can be electrically conductive and can be contacted with an outer lateral surface of the shank of the first connecting part.
- the shank of the first connecting part and the shank of the second connecting part can be complementary to one another, so that the shanks can be slid into one another, whereby their inner and outer lateral surfaces can be at least partially brought into electrically conductive, preferably direct contact.
- the shank of the second connecting part can also be understood as a pot.
- the second connection part is complementary to the first connection part.
- the description of the socket and/or pot of the first connection part is therefore analogous to the second connection part and vice versa the description of the second connection part can be applied analogously to the first connection part.
- the cup-shaped shank of the second connecting part opens in an axial direction away from the collar. This widening corresponds to the tapering of the shank of the first connector.
- the second connecting part has a lower face in the area of the collar and an upper face in the area of the shaft. Starting from the collar, the shaft opens towards the upper end face.
- the first connecting part is moved with its lower end face towards the upper end face of the second connecting part.
- the shank of the second connecting part slides into the annular space between the shank of the first connecting part and the sleeve of the first connecting part.
- the shank of the first connector slides into the annular space between the shank of the second connector and the female member.
- the shank of the second connecting part surrounds the receiving element which extends axially inside the shank.
- the receiving element can be formed in one piece with the shank and the collar.
- an upper end face of the shank can be coated in an electrically insulating manner surrounding the receiving element.
- the coating can either lie flat on the end face or, pointing away from the shank in the axial direction, have a preferably essentially circumferential elevation.
- the receiving element is formed at least partially from an electrically insulating material.
- the receiving element can be molded onto the shaft and the collar.
- a connecting section of the receiving element can be made of metal in order to interact with the bolt of the fastening element of the first connecting part.
- a sleeve-shaped insert can be used in the receiving element, this insert preferably being metallic.
- the insert can be used, for example, as a threaded insert in the receiving element. In the assembled state, the central axis of the insert is coaxial to the
- an outer lateral surface of the shank be coated in an electrically insulating manner.
- the shank can have an outer, cylindrical lateral surface.
- An insulation can be attached to this.
- the upper face of the shaft can also be coated with the insulating material.
- the coating can be sprayed onto the shaft together with the material of the receiving element.
- the collar be at least partially uncoated on the side facing the shaft, with the uncoated area being formed as a contact surface for an electrical conductor. In this case, the collar can be completely coated on the side facing away from the shaft.
- the collar of the second connecting part is connected to the electrical conductor via the flange surface facing the shaft, preferably corresponding to the collar of the first connecting element being connected to the electrical conductor, so that full reference is made to the description there.
- the collar can also be at least partially uncoated on the side facing away from the shaft, with the uncoated area being formed as a contact surface for an electrical conductor.
- the collar can be completely coated on the side facing the upper.
- the receiving element or the insert of the receiving element be formed as a threaded bush or as a screw.
- an insert can be formed as a threaded bush.
- the fastening element can then be formed as a screw. It is particularly preferred if the threaded bushing is let into the electrically insulating material of the receiving element.
- a sleeve with an external thread can be slipped onto the receiving element.
- the receiving element of the second connection part. is complementary to the fastening element of the first connection part.
- the insert in particular the threaded bushing, be formed from an electrically conductive material.
- the collar is also preferably formed from an electrically conductive material.
- the threaded bushing has a on its end face and/or on its outer lateral surface electrically insulating coating.
- the end face of the receiving element can also be formed at least partially from an insulating material.
- An opening and an annular gap are formed between the receiving element and the inner lateral surface of the shaft.
- the shaft of the first connecting part can be pushed into this annular gap.
- a distance between the outer lateral surface of the screw element and a front inner edge of the shank can be ⁇ 3mm, for example, so that a test finger cannot come into contact with electrically conductive materials, in particular the inner lateral surface of the shank.
- the contact protection element preferably has a dome and a fastening element that is guided axially in the dome.
- the fastener has a radially extending head and an axially extending stud.
- the head bears against at least parts of an inner lateral surface of the dome.
- the inner lateral surface of the mandrel is profiled along a section in the axial direction.
- the holding area, transition area and spreading area are formed by a corresponding profiling.
- the opening cross section of the dome can vary depending on the axial position.
- Transitions between different radii of the opening cross section can be stepless, in particular due to conical or arcuate widening or narrowing at the radial projections.
- Another aspect is a connector with a first connection part according to
- the shank of the first connecting part engages axially at least partially in the shank of the second connecting part in the area of the electrical conductor.
- the electrical conductors to be connected to one another can be laid one on top of the other. Openings, in particular bores, can be formed in both electrical conductors to accommodate the first or second connecting part.
- the first connector is inserted through the opening of a first conductor and the second connector is inserted through the opening of the second conductor.
- the collars of the two connecting parts can be connected to the respective conductor. In this case, the collars can be connected on opposite sides of the conductor. It is also possible for the second connecting part to be connected to the collar with a conductor on the side facing away from the shaft.
- a contact protection element can then be plugged onto the first connecting part in the manner described.
- the two connecting parts can then be plugged into one another, with the lateral surfaces of the shafts touching one another and forming an electrical transition.
- an electrical transition on the lateral surface of the shafts is proposed here.
- the lateral surfaces that are in contact are preferably at least partially within the conductors to be connected, in particular within the openings in the conductors, at least within the opening of one of the conductors.
- an axial extent of the shaft of the first connecting part and/or the shaft of the second connecting part be smaller than a material thickness of an electrical conductor connected to the collar of the first connecting part and/or a material thickness of an electrical conductor connected to the collar of the second connecting part connected electrical conductor.
- an overall height of the two electrical conductors together is less than an axial extension of the shank of the first connecting part and/or the shank of the second connecting part.
- a further aspect is a handling device for a contact protection element with a fastening element.
- the handling device has a receptacle for the contact protection element and a rotating element for the fastening element.
- the rotating element is rotatably arranged within the receptacle.
- a position sensor is provided with which the axial position of the rotating element in the receptacle can be determined. Through the sensor can be determined from. the rotary member has screwed/unscrewed the fastener.
- the fastening element and/or the receiving element can be designed differently, so that a first pair of fastening element and/or the receiving element has a first mechanical design and a second pair of fastening element and/or the receiving element has a second mechanical design has, so that when attaching the fastener this depending on mechanical design behaves differently.
- this can be the thread pitch.
- a different axial displacement path of the fastening element can be defined per revolution.
- the sensor can then detect which pair has just been attached with the manipulator. This can be relevant, for example, if the minus pole and the plus pole of a battery module are to be assembled/disassembled in a specific order. With the help of the sensor, the handling device can monitor compliance with this sequence and output an error signal if the sequence is incorrect.
- the rotating element is resiliently mounted in the receptacle in the axial direction.
- a torque sensor can also be provided.
- the torque with which the fastening element is tightened depends on whether the fastening element is inserted in the touch protection element or not. In the touch protection element, the torque increases in the holding area and in the spreading area due to the radial clamping, as described above. This monitors whether the contact protection element is present.
- An optical sensor can also be provided on the handling device.
- This sensor can, for example, read an optical identifier, e.g. a bar code, a QR code or a data matrix.
- This identifier can be an identifier for a battery module, for example.
- An identifier of a battery module can thus first be read out with the handling device and then the data from the torque sensor and/or the data from the position sensor can be assigned to this battery module. This makes it possible to associate assembly data with a battery module.
- a presence sensor can also be provided on the handling device, which detects whether there is a contact protection element in the receptacle. Only if this is the case For example, the rotary element can be activated. This ensures that the fastening element can only be assembled/disassembled with a contact protection element. During assembly, it can be checked whether the contact protection element has remained on the handling device after it has been lifted off the screw. During disassembly, it can be checked whether a contact protection element was attached before unscrewing.
- a suction device can also be provided in or on the receptacle. This can be activated when one of the sensors detects that the fastening element is fully fastened and the contact protection element is automatically sucked on/off.
- 1a is an exploded view of a subject connector according to one embodiment
- FIG. 1b shows the view according to FIG. 1a with connecting parts plugged into one another
- FIG. 1c shows the view according to FIG. 1b with the contact protection element latched
- FIG. 1d shows the view according to FIG. 1c with the contact protection element removed
- FIG. 2a shows a longitudinal section through a connector according to FIG. 1a;
- FIG. 2b shows a longitudinal section through a connector according to FIG. 1c in the unscrewed state
- FIG. 2c shows a longitudinal section through a connector according to FIG. 1c in a partially screwed condition
- FIG. 2d shows a longitudinal section through a connector according to FIG. 1c in the completely screwed-in state
- FIG. 2e shows a longitudinal section through a connector according to FIG. 1d;
- Fig. 3 shows a variant of a connector according to Fig. 2d
- Fig. 5a is a view of a socket of a first connector
- FIG. 5b shows a view of an overmolded bushing according to FIG. 5a
- Fig. 5c is a sectional view of the bushing according to Fig. 5a;
- FIG. 5d shows a sectional view of an overmolded bushing according to FIG. 5b;
- Fig. 6a is a view of a socket of a second connector
- FIG. 6b shows a view of an overmolded bushing according to FIG. 6a
- FIG. 6c is a sectional view of the bushing according to FIG. 6a;
- FIG. 6d shows a sectional view of an overmolded bushing according to FIG. 6b
- FIG. 6e shows a sectional view of an overmolded bushing in a variant of FIG. 6d
- FIG. 7 shows an exemplary embodiment with only a first connection part, a contact protection element and a direct connection to a line
- 8 shows a further exemplary embodiment with only a first connection part, a contact protection element and a direct connection to a line
- FIG. 9 shows an embodiment with a first connecting part with a laterally fastened line, in particular a round line
- FIG. 10 shows a schematic view of an interconnection of battery modules.
- Figure 11 is a longitudinal section through a connector of the type shown in Figure 2a;
- Fig. la shows the connection between a first electrical conductor 2 and a second electrical conductor 4 using a first connecting part 6 and a second connecting part 8 and a contact protection element 10 and a fastening element 12.
- the fastening element 12 is shown as a screw interacting with a threaded sleeve.
- the fastening element 12 it is customary for the fastening element 12 to be designed, for example, as a threaded sleeve which interacts with a screw on the second connection part.
- the fastening element 12 is described in the following as a screw element 12, which of course also includes all other conceivable fastening elements, in particular those described above.
- the first connecting part 6 is inserted through an opening in the first conductor 2 and the second connecting part 8 through an opening in the second conductor 4.
- the openings are provided in particular in stripped regions of the conductors 2, 4.
- the contact protection element 10 can be plugged onto the first connecting part 6 in direction 14 .
- the screw element 12 is inserted into the contact protection element 10 in the direction 16 .
- the assembly of the first connecting part 6, contact protection element 10 and Screw element 12 is thus the second in direction 18 on the second conductor
- Fig. 1b shows how the conductors 2, 4 are laid one on top of the other, overlapping one another.
- the connecting parts 6, 8 are inserted through the conductors 2, 4 and plugged into one another with their shafts.
- the contact protection element 10 together with the screw element 12 and conductor 2 can also be plugged onto the first connecting part 6, as will be described below, and latched there.
- the screw element 12 is screwed into the second connecting part 8 until, as shown in FIG. This is done by spreading the contact protection element 10 as will be described below.
- the contact protection element 10 can be removed in direction 20 from the first connecting part 6 without tools.
- the screw element 12 has an electrically insulating coating on the upper side, so that the first connecting part 6 and the screw element 12 have no electrical contact surface on the upper side and thus almost complete protection against accidental contact, in particular IPXXC or IPXXD according to DIN EN 60529, is guaranteed.
- the screw element 12 can be live, in particular due to its contact via the first connecting part 6 with the conductor 2. Since the contact protection element 10 has been removed, contact protection is provided by the insulating coating of the screw element 12 on its conductor 2 facing away surface.
- FIGS. 1a-d It can also be seen in FIGS. 1a-d that webs 31 are provided within the slots 30 .
- the webs 31 connect the segments of the dome 10 to one another.
- the webs 31 serve as a connector and/or as an articulation point for a radial pivoting of the wall of the dome 10.
- the wall of the dome 10 in the holding area and the wall of the dome 10 in the expansion area are pivoted against each other in the radial direction, which facilitates expansion as described and on the other hand improves fixing of the dome 10 to the connecting element 6, as previously described.
- FIG. 2a shows a screw element 12.
- the screw element 12 has a head 12a and a bolt 12b.
- the head 12a has a peripheral, preferably cylindrical lateral surface.
- the bolt 12b extends in an axial direction 22 away from the head 12a.
- FIG 4a shows the screw element 12 on its own. It can be seen that a tool engagement 12c is provided on the head 12a on the side facing away from the bolt 12b.
- This can be a hexagon socket.
- a torx or external hexagon or octagon or Phillips or slot can also be provided.
- the surface of the head 12a facing away from the shaft 12a can have an insulating coating.
- the head 12a has a core formed in one piece with the bolt 12b.
- This core of the head 12a is coated with an insulating coating 12d on the side facing away from the bolt 12b.
- the shape of the tool socket 12c can already be formed in the core of the head 12a or can be formed by the insulating coating 12d.
- the insulation 12d can be molded onto the core of the head 12a.
- a screw element 12 shaped in this way is inserted into a contact protection element 10 in the axial direction 22, as shown in FIG. 2a.
- the contact protection element 10 has a dome 10a.
- the mandrel 10a has an upper face 10b and a lower face 10c.
- the upper end face 10b and lower end face 10c are opposite one another in the axial direction 22 .
- a through opening extends through the dome 10a.
- the 'through-opening is through the wall of the dome 10a limits and has an inner lateral surface 10d.
- the inner lateral surface 10d is profiled in a longitudinal section along the axial direction 22 .
- the passage opening has an opening cross section that widens toward the upper end face 10b.
- the opening cross section is larger at the upper end face 10b than the cross section of the head 12a.
- the screw element 12 can be pushed into the through-opening with the bolt 12b and the head 12a.
- the opening cross section tapers, starting from the upper end face, preferably in such a way that at a distance from the upper end face 10b it is smaller than the cross section of the head 12a.
- a radially outwardly pointing projection 10e is provided in the opening cross section.
- the opening cross section widens radially outwards.
- the screw element 12 can be pushed with the head 12a past the radial projection 10e in the axial direction 22 into the through-opening of the dome 10a. This position is shown in Figure 2b.
- the radial projection 10e forms a stop for the head 12a.
- the head 12a is held in the holding area 24 .
- the opening cross-section in the holding area 24 is equal to or smaller than the cross-section of the head 12a, so that it is held in the holding area 24 with a friction fit.
- This position is shown in Figure 2b.
- the dome 10a exerts a force in the radial direction 27 as shown in FIG. 2b on the head 12a. of the screw element 12 and the screw element 12 is held in the position shown.
- the transition area 26 In the axial direction 22 adjoining the holding area 24 is the transition area 26.
- the screw element 12 In the transition area 26, the screw element 12 can be moved freely in the axial direction 22, as shown in FIG. 2c. If the screw element 12 is moved in the axial direction 22 into the transition region 26, the bolt 12b, as shown in FIG. 2c, engages with the second connecting part 8 and can be screwed to it. When screwing, the screw element 12, the head 12a is thus moved further in the axial direction 22 in the passage opening of the dome 10a. The head 12a then comes into the expansion area 28.
- a projection 28a pointing radially inward is provided on the inner lateral surface 10d.
- the projection 28a can be circumferential, but is preferably interrupted by slots 30.
- the slots 30 extend in
- the slots 30 can extend in the axial direction along the mandrel 10a, preferably completely along the longitudinal axis of the mandrel.
- the segments of the dome 10a separated from one another by the slots 30 can be connected to one another by webs 31.
- the webs 31 are preferably in the transition area 26.
- the contact protection element 10 is formed in one piece.
- the slots 30 have the effect that when the screw element 12 is inserted, the head 12a can slide over the radial projection 10e and the lateral surface is elastically deformed radially outwards, so that the head 12a latches behind the radial projection 10e. With a further movement of the head 12a in the radial direction 22, it comes into contact with the projection 28a. Due to the slots 30, the dome 10a can also be elastically deformed radially outwards in the expansion area 28. The lateral surface of the head 12a presses radially outwards against the inner lateral surface 10d of the mandrel 10a. This spreads radially outward as shown in FIG. 2d.
- the dome 10a Due to the movement of the screw element 12 in the axial direction 22, the dome 10a is spread due to the profiled inner lateral surface 10d. Starting from the projection 28a, the through-opening widens again towards the lower end face 10c. The through hole at the lower end face 10c is equal to or larger than the cross section of the head 12a. This makes it easier to attach the contact protection element 10 to a screwed screw element 12 if it is to be attached to the first locking element 6 in the opposite direction 20 according to FIG.
- the contact protection element 10 has a flange 10f on the lower end face 10c.
- a locking element 32 is provided on the end face of the flange 10f.
- the locking element 32 has radially inwardly pointing undercuts and a gap opening towards the lower end face 10c. Through this gap, the locking element 32 can latch with a corresponding locking element of the first connecting part 6, which will be described below.
- the radial extent 32a of the undercut is preferably less than the radial extent 34 of the projection 28a. As a result, the undercut is completely detached from the first connecting part 6 or its locking element, as shown in FIG. 2e, during expansion.
- the contact protection element 10 thus offers contact protection when screwing the screw element 12 into the connecting parts 6, 8.
- the contact protection element 10 and the insulation 12d protect the user from unwanted. Contact with live parts.
- the contact protection element 10 can be removed, as shown in FIG. 2e. -Electric contact with live parts is impossible even then, since the screw element has an insulating coating on its head 12a.
- the first connector part 6 is formed with a socket 36 comprising a collar 36a and a shank 36b.
- the bushing 36 is formed in one piece and is formed in particular from an electrically conductive material.
- the bushing 36 made of the electrically conductive material is shown in more detail in FIGS. 5a and c.
- the collar 36a extends radially outward.
- the shank 36b extends in the radial direction 22 away from the collar 36a.
- On the side of the collar 36a facing the shaft 36b, the latter has a contact surface 36c.
- the contact surface 36c is formed like a flange.
- the collar 36a has a fold 36d.
- the fold 36d serves to cover the insulation on the conductor 2.
- the fold 36d is also an aid to overmolding. It forms an easily usable sealing surface in the injection molding tool.
- the shank 36b tapers on its outer lateral surface 38, preferably in the shape of a truncated cone.
- the bushing 36 has a through opening 40.
- the through opening 40 extends with a first opening cross section along the collar 36a. In a transition area between the collar 36a and the shank 36b, the opening cross-section of the through-opening 40 increases.
- the bushing 36 Since the bushing 36 is to be frictionally welded to the conductor 2, the bushing 36 has a groove 42 on an upper side for absorbing torque.
- the groove 42 can be polygonal, in particular hexagonal.
- a locking element 48 is provided in this area.
- the locking element 48 is formed in one piece from the coating material. That
- Locking element 48 on a web which essentially runs around the through-opening 40 and protrudes from the collar 36a in the axial direction.
- An undercut pointing radially outward is provided on the web in order to latch with the locking element 30 (not shown).
- a cuff 50 can be provided so as to enclose the shaft 36b.
- the cuff 50 is formed in one piece from the coating material.
- the cuff 50 forms an annular space with the outer lateral surface 38 .
- On the front side an opening gap between the outer lateral surface 38 and the sleeve 50 is smaller than a test finger finger 82 according to IPXXB or, in particular, after joining the connecting parts IPXXC according to DIN EN 60529, so that there is protection against accidental contact.
- the shaft 36b is coated on the front side with the insulation 46a . Through the slots 44, the insulation 46a, 46b as well as the sleeve 50 and the web can be molded onto the bushing 36 in a single operation during the injection molding process.
- the first connecting part 6 formed in this way is shown in a view in FIG. 5b.
- the locking elements 48 can be seen.
- This first connection part 6 can be welded onto a conductor 2 by means of friction welding.
- a weld seam 51 is formed, as can be seen in FIGS. 2a-e. This weld 51 is in particular by an axially at the
- Contact surface 36 preferably circumferentially extending projection 36d, as shown in Fig. 5c, d is favored.
- the contact pressure is increased by the reduced surface area on the projection 36d, so that immediate melting of the materials is ensured in the event of friction welding. Resistance welding or soldering as well as laser welding is also possible.
- the first connecting part 6 is connected to the conductor 2 in a materially bonded manner.
- protection against contact is provided on the upper side in a region that is not covered by the contact protection element 10 or by the head 12a in the screwed state.
- the annular gap between the collar 50 and the outer lateral surface 38 is so small that there is also protection against accidental contact.
- a second connecting part 8 can be provided.
- This second connection part 8 also has a socket 52 with a collar 52a and a shaft 52b.
- the socket is shown in Figs. 6a and c shown. It can be seen that the bushing 52 has a shaft 52b extending in the axial direction and a circumferential collar 52a.
- the socket 52 is made of a conductive material, in particular the same material as the socket 36 is formed.
- the collar 52a is shaped to complement the collar 36a, so that reference is made to the description there.
- the shank 52b has an inner lateral surface 54 which widens in the axial direction 22 starting from the collar 52a. That is, the opening cross section of the shank 52b widens away from the collar 52a.
- the collar 52a is complementary to the collar 36a, so that reference is made to the description there.
- the angles of inclination of the lateral surfaces, in particular of the outer lateral surface 38 and the inner lateral surface 54, are congruent to one another, so that they can rest completely on one another in the connected state.
- the bushing 52 can also be coated in an injection molding process.
- An overmolded bushing 52 forms the second connecting part 8, as shown in Figures 6b and 6d.
- At least one slot 56 is provided in the shank 52b in order to enable the encapsulation in a single injection molding process. In this way, injection molding material can reach both sides of the shaft 52b, in particular to form a receiving element 58.
- the shank 52b is along its outer. Lateral surface and in the area of the slots 56 coated with an insulating material, as can be seen in Figs. 6b and d. In particular, an end face of the shaft 52b is also coated with the insulating material.
- the inner lateral surface 54 is free of the coating. Inside the cup-shaped shaft 52b, 22 extends in the axial direction. Receiving element 58. This receiving element 58 is preferably formed in one piece from the insulation of the socket 52.
- An annular gap that forms between the outer lateral surface of the receiving element 58 and the inner lateral surface 54 at the end edge is smaller than a test finger 82, so that protection against accidental contact is provided, as shown in FIG. 6d.
- the receiving element 58 preferably protrudes in the axial direction 22 beyond the front edge of the shaft 52b.
- a threaded bushing 58a is inserted into the receiving element 58 .
- the threaded bushing '58a is preferably made of a metallic material in order to be able to absorb increased tensile forces of the screw element 12.
- the first connection part 6 is first welded to the first conductor 2 at the weld seam 51 .
- the second connection part 8 is welded to the second conductor 4 at the weld seam 51 .
- The. So with the connecting parts 6, 8 stocked conductors 2, 4 can then be joined together.
- the contact protection element 10 together with the screw element 12 is locked on the first connecting part 6 with the aid of the locking elements 32, 48 and the shafts 36b and 52b are brought into connection with their lateral surfaces, as shown in Fig 2b can be seen.
- the outer lateral surface 38 rests against the inner lateral surface 54 . In this way, direct contact between the metallically conductive materials can be ensured.
- the screw element 12 is screwed in the axial direction 22 into the threaded bushing 58a.
- the screw element 12 moves within the contact protection element 10 via the holding area 24 and the transition area 26 towards the expansion area 28.
- FIG. 2d shows the screw element 12 in the fully screwed-in state.
- the dome 10a is spread outwards by the projection 28a, as can be seen in FIG. 2d.
- the locking elements 32, 48 are released from each other.
- the contact protection element 10 can be removed without tools. It can be seen that the entire connection is protected against contact.
- FIG 3 shows an exemplary embodiment in which the second connecting part 8, in particular the socket 52 with the collar 52a, is welded to an electrical component 60 on the side facing away from the shaft 52b.
- the electrical component 60 can be a conductor or a cell connector of a battery module. The other fastening and contact protection mechanisms described above are retained.
- the second connection part 8 can be formed, for example, as a pole on a battery module. In the unconnected state, protection against accidental contact is provided by the small annular gap between the inner lateral surface 54 and the screw element 58, as shown in FIG. 6d. Accidental touching of live parts is avoided.
- a first connecting part 6 is welded onto it in the manner shown. A connection can then be established with the contact protection element 10 and the screw element 12 , as described above.
- Threaded bushing 58a may also be integrally formed from the bushing 52 material, as shown in Figure 6e. It should then be noted that on the upper end face the insulation of the bushing 52 must be provided circumferentially around the threaded bushing 58a. In this case, it may be necessary for the insulation to protrude from the end face in an axial direction, in particular at least partially circumferentially.
- a connection of battery modules 76 as shown in FIG. 10 is preferred.
- Module connectors 78 which are formed from conductors 2, for example, can be equipped with the first connecting part 6 and the contact protection element 10.
- second conductors 4 for example each electrically last cell connector with second connecting parts 8, can be provided. When connecting, there is always protection against accidental contact, which is absolutely necessary when battery modules 76 are connected in series, since considerable voltages can build up as a result of the series connection.
- a connection according to FIGS. 7 and 8 can be made, in particular for a negative pole of a battery module in which a pole 66 is placed on a cell connector. This applies in particular when the module connector 78 is short and/or the pole 66 as the negative pole is first connected to the module connector 78 and only then to the respectively adjacent module.
- a first negative pole (on the right in FIG. 10 ) is first grounded via a module connector 78 .
- the negative pole of the battery module 76 following in each case is connected to a module connector 78 in the manner shown below in FIGS. 7, 8. Only the voltage of one module 76 is present at each of these poles.
- the connector 78 is connected to the positive pole of the adjacent module 76.
- the cell connector can be connected as a flat cable to the module connector 78 as a flat part. Since no touch protection is required on the underside of the module and on the module pole, the contact surfaces can be flat. A larger screw is also possible. This also makes sense, since a higher axial force is required for the flat contact surfaces in order to achieve the necessary contact pressure. This increases the area for power transmission.
- the same head can be provided for both screws, so that the protection against accidental contact can be the same for both poles.
- the protection against accidental contact on both poles ensures that after the module connector has been attached, no live components are accessible, even if there is a lethal voltage on the attached module connector before it is screwed on.
- Touch protection is not only important when installing the module connectors. Even when dismantling, touch protection must be guaranteed at least according to IPXXB. Therefore, the removable contact protection element is designed in such a way that it can be put back on before dismantling. When the screw has reached the end of the thread, the head is secured again in the holding area. The prerequisite for this, however, is that the contact protection is pressed down when unscrewing becomes. It is therefore proposed that the handling device be fitted with a spring element which exerts this axial pressure on the contact protection element at the moment of dismantling.
- FIG. 7 shows a further exemplary embodiment in which preferably only one contact protection element 10 is used.
- a conductor 2 can be formed, for example, from aluminum or some other rather ductile material.
- a sleeve 62 is introduced into an opening in the conductor 2, in particular welded.
- the sleeve 62 can also be understood as a welding eye, in particular a friction welding eye.
- the arrangement of the sleeve 62 is known per se.
- a protective sleeve 64 can be placed around the sleeve 62 .
- the protective sleeve 64 lies around the sleeve 62 and the stripped area of the conductor 2.
- the protective sleeve 64 has locking element 48 described in connection with the second connecting part 8. This locking element 48 interacts with the locking element 32 of the contact protection element 10 in the manner described.
- the contact protection element 10 can be placed on the protective collar 64 .
- the conductor 2 together with the contact protection element 10 is placed on the pole 66 and then the screw element 12 is screwed in the manner described.
- the contact protection element 10 can be removed in the screwed state.
- Pole 66 can be attached, in particular welded, to a last module connector (as conductor 4) in the battery module.
- the battery cells and the module connectors are housed in a module housing 80 in an insulating manner. In particular, only pole 66 is brought out of housing 80 .
- the plus pole e.g. reference number 52 according to FIG. 3
- the minus pole are led out of the housing 80 as pole 66 .
- FIG. 8 shows a further embodiment in which the conductor 2 is however formed from a material to which the screw element 12 can be screwed. In in this case, the sleeve 62 is omitted. Otherwise, the screwing takes place accordingly
- connection bracket 68 is provided at a radial distance from the shaft 36b, as shown in FIG.
- the connection console 68 is in particular formed in one piece with the socket 36 .
- a line 2 is stripped at the end.
- a fastening clip 70 or a sleeve 70 is then pushed over the stripped end.
- a crimp sleeve 72 can be arranged on the end face. If necessary, the conductor 2 can be welded to the outer lateral surface of the connection bracket 68 with a crimp sleeve 72 . If a clip or a sleeve 70 is present, it can latch with latching lugs 74 of the first connecting part 6 .
- a conductor 2 can be connected to another conductor using the first connection part 6 and the contact protection element 10 and optionally the second connection part 8 so that it cannot be touched.
- FIG. 11 shows the two connecting parts 6, 8 with bushings 36, 52 and shafts 36b, 52b having the opposite shape as in FIG.
- the shank 36 is not insulated on its inner lateral surface.
- the shank 36b is cup-shaped and widens toward the lower end face.
- Within the shank 36b is a tubular member concentric with the through opening on the collar and through which the fastener 12 can be slid.
- the tubular member is non-conductive, and in particular is integral with the insulation of the outer surface of the shaft 36b.
- the annular gap between the tubular element and the inner lateral surface of the shaft 36b is preferably so small that a test finger cannot reach the conductive lateral surface.
- the shaft 53b which is complementary thereto, is not insulated on its outer lateral surface.
- the connecting parts 6, 8 When the connecting parts 6, 8 are in the connected state, the lateral surfaces of the shafts 36b, 52b are in direct contact with one another in a conductive manner.
- an essentially peripheral collar is arranged around the shaft 52b.
- a recess is provided in the shaft 52b, into which the tubular element can be inserted.
- the outer surface of the recess is also insulated.
- the elements of the connecting parts 6, 8 described above are also provided in the exemplary embodiment according to FIG. 11, but partially on the respective other connecting element. The description nevertheless applies to both exemplary embodiments.
- the contact protection element described can also be used here.
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Abstract
The invention relates to a connector, in particular a module connector, in particular a battery module connector, in particular for vehicles with an electric drive, comprising a first connection part which can be connected to a second connection part in an electrically conductive manner, wherein the first connection part has a socket with an axially extending shaft comprising a through-opening and a radially running collar, and a screw element and a contact protection element are arranged on the first connection part, said contact protection element being arranged on the face facing the collar.
Description
Modulverbinder und Berührschutzelement Module connector and contact protection element
Der Gegenstand betrifft einen Verbinder, insbesondere einen Modulverbinder, insbesondere einen Batteriemodulverbinder für Fahrzeuge mit einem elektrischen Antrieb. The subject relates to a connector, in particular a module connector, in particular a battery module connector for vehicles with an electric drive.
Die Verbindung von elektrisch leitenden Bauteilen ist stets kritisch hinsichtlich einerseits des elektrischen Übergangswiderstands und andererseits des notwendigen Berührschutzes. Insbesondere bei Bauteilen mit Spannungen von über 12V, bevorzugt über 48V, ist ein besonderes Augenmerk auf den Berührschutz zu legen. Dies kommt insbesondere bei der industriellen Montage von Batteriemodulen zu vollständigen Batterien zum Tragen, da die Arbeitssicherheit der Monteure einen hohen Stellenwert hat. The connection of electrically conductive components is always critical with regard to the electrical contact resistance on the one hand and the necessary protection against accidental contact on the other. Particularly in the case of components with voltages of more than 12V, preferably more than 48V, special attention must be paid to the protection against accidental contact. This is particularly important in the industrial assembly of battery modules into complete batteries, since the occupational safety of the fitters is very important.
Batteriemodule, insbesondere für Batterien von Antriebssträngen elektrisch betriebener Fahrzeuge werden aus in Reihe und parallel zueinander geschalteten Batteriezellen hergestellt. Die Batteriezellen innerhalb eines Batteriemoduls werden über Zellverbinder miteinander in Reihe und parallel zueinander verschaltet. An den jeweils elektrisch äußeren Zellverbindern eines Batteriemoduls liegt durch die Reihenschaltung einer Vielzahl von Batteriezellen beispielsweise eine Ausgangsspannung von mindestens 48V oder 60V an. Solche Ausgangsspannungen an einem Batteriemodul sind in der Regel unproblematisch. Dennoch können diese Pole bereits mit einem Berührschutz versehen werden. Battery modules, in particular for batteries in drive trains of electrically operated vehicles, are made from battery cells connected in series and in parallel with one another. The battery cells within a battery module are connected to one another in series and parallel to one another via cell connectors. Due to the series connection of a large number of battery cells, an output voltage of at least 48V or 60V, for example, is present at the electrically outer cell connectors of a battery module. Such output voltages on a battery module are usually unproblematic. Nevertheless, these poles can already be provided with protection against accidental contact.
Werden für eine Antriebsbatterie jedoch mehrere Batteriemodule miteinander elektrisch in Reihe verbunden, erhöht sich die Spannung zwischen den äußeren Polen mit jedem zusätzlichen Modul um jeweils die Spannung des zusätzlichen Moduls. So kann bei drei in Reihe geschalteten Modulen zwischen den äußeren B
bereits eine Spannung von bspw. 180V anliegen. Während der Montage werden so nach und nach Batteriemodule zusammengeschaltet und mit jedem neuen Modul steigt die Spannung zwischen den äußeren Polen der in Reihe geschalteten Module. Spätestens ab dem zweiten Modul ist bei der Montage der Modulverbinder zwingend ein Berührschutz vorzusehen. However, if several battery modules are electrically connected to one another in series for a drive battery, the voltage between the outer poles increases with each additional module by the voltage of the additional module. With three modules connected in series, between the outer B a voltage of e.g. 180V is already present. During assembly, battery modules are gradually connected and with each new module, the voltage between the outer poles of the series-connected modules increases. From the second module at the latest, protection against accidental contact must be provided when installing the module connectors.
Nicht nur im Falle von der Verbindung von Batteriemodulen untereinander, sondern auch im Falle der Verbindung eines Batteriemoduls mit einem Modulverbinder, oder der Verbindung eines Modulverbinders mit einem weiteren Leiter oder der Verbindung von zwei Leitern untereinander als auch der Verbindung eines Leiters mit einem sonstigen elektrischen Anbauteil kann ein Berührschutz notwendig werden. Not only in the case of connecting battery modules to one another, but also in the case of connecting a battery module to a module connector, or connecting a module connector to another conductor, or connecting two conductors to one another, or connecting a conductor to another electrical attachment protection against accidental contact may be necessary.
Bei bekannten Modulverbindern, wie beispielsweise aus der europäischen Patentanmeldungen EP 3 419 119 bekannt, können die Spitzen der Befestigungselemente durch Schutzstifte geschützt werden, sodass an den äußeren Spitzen der Befestigungselemente ein Berührschutz vorgesehen ist. With known module connectors, such as known from European patent application EP 3 419 119, the tips of the fastening elements can be protected by protective pins, so that protection against accidental contact is provided on the outer tips of the fastening elements.
Bei einem hieraus bekannten Berührschutz kann jedoch das Schraubelement von seiner Oberseite in elektrischem Kontakt mit einem spannungsführenden Teil sein, sodass auf der Schraubenoberseite ein Spannungsüberschlag stattfinden kann. Zur Sicherung kann die Schraube mit einem Schutzdeckel abgedeckt werden, jedoch ist dann kein Verschrauben mehr möglich. In a contact protection device known from this, however, the top side of the screw element can be in electrical contact with a live part, so that a voltage flashover can occur on the top side of the screw. The screw can be covered with a protective cover to secure it, but screwing is then no longer possible.
Auf der anderen Seite ist der elektrische Übergangswiderstand an einer Verbindungsstelle von hoher Bedeutung. Insbesondere bei Antriebsbatterien, jedoch auch bei vielen anderen insbesondere automotiven Anwendungen, fließen hohe Ströme über die elektrisch leitenden Verbindungen. Die Verlustleistung wächst quadratisch mit dem Strom und linear mit dem Übergangswiderstand. On the other hand, the electrical contact resistance at a connection point is of great importance. In drive batteries in particular, but also in many other applications, particularly automotive ones, high currents flow through the electrically conductive connections. The power loss increases quadratically with the current and linearly with the contact resistance.
Ein geringer elektrischer Übergangswiderstand wird über eine große Kontaktfläche realisiert. Bei dem aus der EP 3 419 119 bekannten Modulverbinder ist die
Kontaktfläche jedoch lediglich eine Stirnfläche eines Verbindungsteils. Die Oberfläche einer solchen Stirnfläche ist aufgrund der Anforderung an den Berührschutz eng begrenzt. Insbesondere darfein Prüffinger nicht mit den spannungsführenden Teilen in Kontakt gelangen, so dass ein Spalt an dem isolierenden Gehäuse nicht zu groß werden darf. Dieser Spalt definiert jedoch bei der bekannten Lösung die Größe der Stirnfläche und mithin der Kontaktfläche. A low electrical contact resistance is achieved via a large contact area. In the case of the module connector known from EP 3,419,119 Contact surface, however, only an end face of a connecting part. The surface of such an end face is narrowly limited due to the requirement for protection against accidental contact. In particular, a test finger must not come into contact with the live parts, so that a gap on the insulating housing must not become too large. However, in the known solution, this gap defines the size of the end face and therefore of the contact area.
Dem Gegenstand lag die Aufgabe zugrunde, einen Verbinder zur Verfügung zu stellen, welcher einen beidseitig sicheren Berührschutz bei geringem Übergangswiderstand zur Verfügung stellt. Diese Aufgabe wird durch einen Verbinder nach Anspruch 1 sowie 21 und 31 als auch ein Berührschutzelement nach Anspruch 30 gelöst The object on which the object was based was to provide a connector which provides safe contact protection on both sides with low contact resistance. This object is achieved by a connector according to claim 1 as well as 21 and 31 as well as a contact protection element according to claim 30
Der gegenständliche Verbinder dient zum elektrisch leitenden Verbinden von zwei elektrischen Bauteilen. Hierunter fällt z.B. eine Verbindung einer elektrischen Leitung mit einem elektrischen Anbauteil, beispielsweise einem Batteriepol, insbesondere eines- Batteriemoduls, die Verbindung von zwei elektrischen Leitungen untereinander, die Verbindung eines Modulverbinders mit einem Zellverbinder oder die Anbindung einer Leitung an ein sonstiges Bauteil. The connector in question is used for the electrically conductive connection of two electrical components. This includes, for example, connecting an electrical line to an electrical add-on part, for example a battery pole, in particular a battery module, connecting two electrical lines to one another, connecting a module connector to a cell connector or connecting a line to another component.
Eine elektrische Leitung kann dabei eine Flachleitung sein, insbesondere eine Litzenleitung oder eine Leitung aus Vollmaterial. Die elektrische Leitung kann aus einem elektrisch leitenden Material, insbesondere aus elektrisch leitenden metallischem Material gebildet sein. Das metallische Material ist bevorzugt Kupfer oder einer Kupferlegierung. Das metallische Material kann auch Aluminium oder einer Aluminiumlegierung sein. Das leitende Material kann leitend beschichtet sein, insbesondere metallisch beschichtet, beispielsweise unternickelt und/oder verzinnt sein. Eine Beschichtung mit Silber, Gold oder anderen Edelmetallen ist ebenfalls denkbar. An electrical line can be a flat line, in particular a stranded line or a line made of solid material. The electrical line can be formed from an electrically conductive material, in particular from an electrically conductive metallic material. The metallic material is preferably copper or a copper alloy. The metallic material can also be aluminum or an aluminum alloy. The conductive material can be conductively coated, in particular metallically coated, for example, plated with nickel and/or tinned. A coating with silver, gold or other precious metals is also conceivable.
Der Verbinder weist ein erstes Verbindungsteil auf, das mit einem zweitenThe connector has a first connection part which is connected to a second
Verbindungsteil elektrisch leitend verbindbar ist. Das zweite Verbindungsteil kann ein
zu dem gegenständlichen Verbinder komplementärer Verbinder sein. Das zweite Verbindungsteil kann eine zweite elektrische Leitung, eine Anschlusskonsole an einem elektrischen Bauteil oder ein elektrisches Bauteil selbst sein. Connecting part is electrically conductively connected. The second connection part can be complementary to the connector in question. The second connection part can be a second electrical line, a connection bracket on an electrical component or an electrical component itself.
Elektrisch leitende Bauteile des Verbinders sind insbesondere aus einem oben genannten elektrisch leitenden Material gebildet. Die genannten leitenden Materialien kommen dabei nicht nur für das erste Verbindungsteil zum Einsatz, sondern können auch wahlweise für das zweite Verbindungsteil zum Einsatz kommen. Die leitenden Materialien der elektrisch leitenden Bauteile, insbesondere der Verbindungsteile und/oder der Leiter können verschieden oder zueinander gleich sein. Electrically conductive components of the connector are formed in particular from an electrically conductive material mentioned above. The conductive materials mentioned are not only used for the first connection part, but can also be used optionally for the second connection part. The conductive materials of the electrically conductive components, in particular the connecting parts and/or the conductors, can be different or identical to one another.
Das erste Verbindungsteil weist bevorzugt eine Buchse mit einem sich axial erstreckenden Schaft mit sich in axialer Richtung erstreckenden Durchgangsöffnung und einem in radialer Richtung verlaufenden Kragen auf. Auch ist es möglich, dass das erste Verbindungsteil topfförmig mit einer sich in axialer Richtung erstreckendenDurchgangsöffnung am Boden sowie dem Kragen zu bilden. The first connecting part preferably has a bushing with an axially extending shank with a through opening extending in the axial direction and a collar running in the radial direction. It is also possible for the first connecting part to be pot-shaped with a through-opening extending in the axial direction on the base and the collar.
Der Kragen dient zum Verbinden des Verbindungsteils mit einem elektrischen Leiter. Der Schaft oder Topf dient zur Aufnahme eines Befestigungselements und zum elektrischen Kontaktieren mit dem zweiten Verbindungsteil. The collar is used to connect the connector to an electrical conductor. The shank or cup serves to receive a fastening element and to make electrical contact with the second connection part.
An dem Verbindungsteil sind das Befestigungselement und ein Berührschutzelement angeordnet. Über das Befestigungselement kann eine kraft- und/oder formschlüssige Verbindung zwischen dem ersten Verbindungsteil und dem zweiten Verbindungsteil insbesondere zumindest in axialer Richtung erfolgen. Das Berührschutzelement dient zum Absichern des Befestigungselements gegenüber unbeabsichtigter Berührung, insbesondere vor und während des Verbindens der beiden Verbindungsteile. The fastening element and a contact protection element are arranged on the connecting part. A non-positive and/or positive connection between the first connecting part and the second connecting part can take place via the fastening element, in particular at least in the axial direction. The contact protection element serves to protect the fastening element against unintentional contact, in particular before and during the connection of the two connection parts.
Das Befestigungselement kann durch die Durchgangsöffnung geführt sein und mit seinem Bolzen in axialer Richtung in Richtung des zweiten Verbindungsteils weisen. Das Berührschutzelement kann in axialer Richtung auf der dem Schaft abgewandten
Seite an dem Kragen angeordnet werden. Mit Hilfe des Berührschutzelementes ist es möglich, das Befestigungselement vor unbeabsichtigter Berührung zu sichern. Insbesondere soll diese Sicherung während des Verschraubens erfolgen. Für eine Bauraumoptimierung soll jedoch nach dem Verbinden der beiden Verbindungsteile das Befestigungselement auf der dem Bolzen abgewandten Seite gegenüber Berührungen gesichert sein und das Berührschutzelement entfernbar sein. The fastening element can be guided through the through-opening and point with its bolt in the axial direction in the direction of the second connecting part. The contact protection element can be located in the axial direction on the side facing away from the shank Side to be placed on the collar. With the help of the contact protection element, it is possible to secure the fastening element against accidental contact. In particular, this backup should take place during the screwing process. In order to optimize the installation space, however, after the two connecting parts have been connected, the fastening element should be secured against contact on the side facing away from the bolt and the contact protection element should be removable.
Hierzu wird vorgeschlagen, 'dass das Berührschutzelement einen Dom aufweist und in dem Dom das Befestigungselement axial beweglich geführt ist. Das Befestigungselement hat einen sich radial erstreckenden Kopf und einen sich axial erstreckenden Bolzen. An dem Bolzen sind Befestigungsmittel angeordnet, um mit dem zweiten Verbindungsteil verbunden zu werden. To this end, it is proposed that the contact protection element has a dome and that the fastening element is guided in an axially movable manner in the dome. The fastener has a radially extending head and an axially extending stud. Fastening means are arranged on the bolt to be connected to the second connection part.
Die Befestigungsmittel des Befestigungselements können aus einem Gewinde, einem Bajonettverschluss, ein Drehverschluss oder dergleichen gebildet sein. Zum Verbindung der beiden Verbindungsteile miteinander kann das Befestigungselement insbesondere mittels Schraubbewegungen um die axiale Achse bewegt werden. Daher kann das Befestigungselement auch als Schraubelement bezeichnet werden. Wenn nachfolgend von Schrauben, Schraubelement oder dergleichen die Rede ist, so sind darunter stets alle denkbaren Befestigungsmittel zu verstehen. The fastening means of the fastening element can be formed from a thread, a bayonet lock, a rotary lock or the like. To connect the two connecting parts to one another, the fastening element can be moved about the axial axis, in particular by means of screwing movements. The fastening element can therefore also be referred to as a screw element. If screws, screw elements or the like are mentioned in the following, all conceivable fastening means are always to be understood by this.
Um nun sicherzustellen, dass vor der Montage des Verbinders das Befestigungselement nicht in elektrischen Kontakt mit spannungsführenden Teilen gelangt, wird vorgeschlagen, dass der Kopf an zumindest Teilen einer inneren Mantelfläche des Doms anliegt. Der Dom ist so geformt, dass das Befestigungselement vor dem Verschrauben in dem Berührschutzelement zumindest in axialer Richtung verliersicher gehalten ist Dabei kann das Befestigungselement kraftschlüssig, . insbesondere mit seinem Kopf kraftschlüssig an Teilen der inneren Mantelfläche des Doms gehalten sein. Der Kraftschluss ist insbesondere derart, dass das Befestigungselement mittels eines Werkzeugs in axialer Richtung verschiebbar und um die axiale Achse drehbar gelagert ist. Durch die Befestigung des Kopfes in dem
Dom kann das Befestigungselement in den Dom eingesteckt werden, es rutscht jedoch nicht unvermittelt durch den Dom auf ggf. spannungsführende Teile des ersten und/oder zweiten Verbindungsteils. Im fixierten Zustand im Dom ist der Bolzen in axialer und/oder radialer Richtung beabstandet von dem ersten und/oder zweiten Verbindungselement. Dies gilt auch für den Fall, dass das Berührschutzelement an dem Verbindungselement fixiert ist. In order to ensure that, before the connector is installed, the fastening element does not come into electrical contact with live parts, it is proposed that the head bear against at least parts of an inner lateral surface of the dome. The dome is shaped in such a way that the fastening element is held captive in the contact protection element before it is screwed in, at least in the axial direction. be held in particular with his head non-positively on parts of the inner surface of the dome. The frictional connection is in particular such that the fastening element can be displaced in the axial direction by means of a tool and is mounted so that it can rotate about the axial axis. By fixing the head in the Dom, the fastening element can be inserted into the dome, but it does not slip suddenly through the dome onto possibly live parts of the first and/or second connecting part. In the fixed state in the dome, the bolt is at a distance from the first and/or second connecting element in the axial and/or radial direction. This also applies if the contact protection element is fixed to the connecting element.
Die innere Mantelfläche des Doms ist gegenständlichen entlang eines Schnitts in axialer Richtung profiliert, das heißt, in einem Längsschnitt durch den Dom, parallel zur Längsachse des Befestigungselements und insbesondere in Bewegungsrichtung des Befestigungselements in axialer Richtung beim Verbinden, hat die innere Mantelfläche eine Profilierung, derart, dass der Öffnungsquerschnitt des Doms variiert. Der Öffnungsquerschnitt kann auch als der Durchmesser oder der freie Durchmesser oder die lichte Weite einer Durchgangsöffnung des Doms an seiner inneren Mantelfläche bezeichnet werden. Hierdurch kann das Befestigungselement, insbesondere der Kopf des Befestigungselements, abhängig von seiner axialen Position beim Verbinden mit einer variablen, von der axialen Position des Befestigungselements relativ zum Dom abhängigen Radialkraft nach innen an der inneren Mantelfläche des Doms anliegen. Hierdurch ist es möglich, auf der einen Seite vor dem Verbinden das Befestigungselement in dem Dom verliersicher zu fixieren, andererseits während des Verbindens das Befestigungselement in dem Dom frei rotieren und in axialer Richtung verschiebbar zu lassen und schließlich in einer verschraubten Position die innere Mantelfläche des Doms durch den Kopf mit einer Radialkraft nach außen zu drücken, so dass das Berührschutzelement nach dem Verbinden der Verbinder durch das Befestigungselement werkzeuglos entfernt werden kann. Die Fixierung des Befestigungselements ist vorteilhaft, da dieses zusammen mit dem Berührschutzelement als Baugruppe zur Montage gebracht werden können. Nachdem das Berührschutzelement an der Montageposition, insbesondere an dem ersten Verbindungsteil, fixiert ist, wie nachfolgend noch beschrieben werden wird, ist das Berührschutzelement samt Befestigungselement verliersicher dort montiert. Ein weiterer Vorteil der radialen Spreizung des Doms im
Haltebereich liegt darin, dass durch diese radial nach außen wirkende Kraft der Dom im Verriegelungsbereich radial nach innen drückt. Das Befestigungselement am Haltebereich über ein Drehmoment auf die Mantelfläche des Doms aus, das dazu führt, dass die Mantelfläche des Doms auf der gegenüberliegenden Seite in Längsrichtung, mithin dem Verriegelungsbereich, mit einer Kraft nach innen gedrückt wird und somit die Verriegelung verbessert wird. The inner lateral surface of the dome is profiled along a section in the axial direction, i.e. in a longitudinal section through the dome, parallel to the longitudinal axis of the fastening element and in particular in the direction of movement of the fastening element in the axial direction when connecting, the inner lateral surface has a profile such as this that the opening cross-section of the dome varies. The opening cross section can also be referred to as the diameter or the free diameter or the clear width of a passage opening of the mandrel on its inner lateral surface. As a result, the fastening element, in particular the head of the fastening element, depending on its axial position during connection with a variable radial force dependent on the axial position of the fastening element relative to the dome, can rest inward on the inner lateral surface of the dome. This makes it possible on the one hand to captively fix the fastening element in the dome before connecting, on the other hand to allow the fastening element to rotate freely in the dome and to be displaced in the axial direction during connection and finally to screw the inner lateral surface of the dome into a screwed position to be pushed outwards by the head with a radial force, so that the contact protection element can be removed without tools after the connection of the connector by the fastening element. The fixation of the fastening element is advantageous since this can be assembled together with the contact protection element as a subassembly. After the contact protection element is fixed at the assembly position, in particular on the first connecting part, as will be described below, the contact protection element together with the fastening element is captively mounted there. Another advantage of the radial spread of the dome in the The holding area lies in the fact that the dome in the locking area presses radially inwards as a result of this force acting radially outwards. The fastening element on the holding area exerts a torque on the lateral surface of the dome, which causes the lateral surface of the dome on the opposite side in the longitudinal direction, i.e. the locking area, to be pressed inwards with a force and thus locking is improved.
Vor dem Verbinden ist somit eine mechanische Sicherung des Befestigungselements innerhalb des Berührschutzelements gewährleistet, so dass es nicht in Kontakt mit spannungsführenden Teilen gelangt. Während des Verbindens wird das Befestigungselement, da es innerhalb des Doms liegt, von der Wandung des Doms gegenüber Berührung geschützt geführt Zum Ende des Verbindens, insbesondere wenn das Befestigungselement an dem zweiten Verbindungsteil fixiert ist und Spannungen führt, kann das Berührschutzelement entfernt werden. Hierbei ist der Berührschutz dadurch gegeben, dass der Kopf des Befestigungselements an seiner dem Bolzen gegenüberliegenden Seite elektrisch isolierend beschichtet ist. Das Berührschutzelement hat somit eine Berührschutzfunktion während des Verbindens des Befestigungselements und kann andererseits zur Bauraumoptimierung nach dem Verbinden entfernt werden. Before the connection is made, the fastening element is mechanically secured within the contact protection element, so that it does not come into contact with live parts. During the connection, the fastening element, since it lies within the dome, is protected from being touched by the wall of the dome. At the end of the connection, particularly if the fastening element is fixed to the second connection part and is subject to stress, the contact protection element can be removed. In this case, protection against contact is provided in that the head of the fastening element has an electrically insulating coating on its side opposite the bolt. The contact protection element thus has a contact protection function during the connection of the fastening element and, on the other hand, can be removed after the connection in order to optimize the installation space.
Da das Befestigungselement bzw. der Bolzen des Befestigungselements vor dem Verbinden so in dem Berührschutzelement gehalten ist, dass es nicht in Kontakt mit spannungsführenden Teilen, insbesondere nicht in Kontakt mit dem ersten Verbindungsteil und/oder dem zweiten Verbindungsteil gelangt, kann auf eine Isolation des Bolzens oder ein sonstiger Berührschutz an der Spitze des Bolzens verzichtet werden. Daher ist es auch möglich, den Bolzen mit großen Durchmessern auszustatten, da kein bauraumaufwändiger Berührschutz hieran notwendig ist. Lediglich der Außendurchmesser muss an einen größeren Bolzen angepasst werden, jedoch ist die Aufbauhöhe regelmäßig das relevantere Maß.
Wie bereits erläutert, ist in einem Längsschnitt die innere Mantelfläche des Doms profiliert. Ein durch die innere Mantelfläche des Doms definierter Öffnungsquerschnitt variiert somit entsprechend der Profilierung. Im Bereich einer ersten Stirnseite des Doms, insbesondere in einem dem Kragen abgewandten Bereich, hat der Dom einen Haltebereich. Der Öffnungsquerschnitt des Doms im Haltebereich ist derart, dass das Befestigungselement mit seinem Kopf in einer Axialposition gehalten ist. Die innere Mantelfläche des Doms übt eine radial nach innen weisende Kraft auf die Umfangsfläche des Kopfes aus, so dass dieser bevorzugt reibschlüssig in Position gehalten ist Somit ist eine Axialkraft notwendig, die über das Eigengewicht des Befestigungselements hinausgeht, um den Reibungswiderstand zu überwinden und das Befestigungselement in axialer Richtung mit seinem Kopf aus dem Haltebereich herauszubewegen. In dem Haltebereich ist somit derSince the fastening element or the bolt of the fastening element is held in the contact protection element before connection in such a way that it does not come into contact with live parts, in particular not with the first connection part and/or the second connection part, insulation of the bolt can be assumed or any other contact protection at the tip of the bolt can be dispensed with. It is therefore also possible to equip the bolt with large diameters, since there is no need for contact protection that would take up too much space. Only the outer diameter has to be adapted to a larger bolt, but the installation height is usually the more relevant dimension. As already explained, the inner lateral surface of the dome is profiled in a longitudinal section. An opening cross section defined by the inner lateral surface of the dome thus varies according to the profiling. In the area of a first face of the dome, in particular in an area facing away from the collar, the dome has a holding area. The opening cross section of the dome in the holding area is such that the fastening element is held in an axial position with its head. The inner lateral surface of the mandrel exerts a radially inward-pointing force on the peripheral surface of the head, so that it is preferably held in position by friction. An axial force that exceeds the weight of the fastener is therefore necessary in order to overcome the frictional resistance and the fastener to move his head out of the holding area in the axial direction. In the holding area is thus the
Öffnungsquerschnitt des Doms reduziert, insbesondere kleiner als der Querschnitt des Kopfes. Die Umfangsfläche des Kopfes liegt zumindest teilweise an der inneren Mantelfläche des Doms im Haltebereich an. Der Haltebereich hat bevorzugt zumindest eine gleiche axiale Erstreckung wie der Kopf, insbesondere die Umfangsfläche des Kopfes. Der Kopf des Befestigungselements ist im Haltebereich bevorzugt in Presspassung in dem Dom gehalten. Durch die Fixierung.des Befestigungselements in dem Haltebereich wird sichergestellt, dass das Befestigungselement mit seinem Bolzen im unverbundenen Zustand nicht in Kontakt mit spannungsführenden Teilen gelangt. Reduced opening cross section of the dome, in particular smaller than the cross section of the head. The peripheral surface of the head is at least partially in contact with the inner lateral surface of the mandrel in the holding area. The holding area preferably has at least the same axial extension as the head, in particular the peripheral surface of the head. In the holding area, the head of the fastening element is preferably held in the dome with a press fit. By fixing the fastening element in the holding area, it is ensured that the fastening element does not come into contact with live parts with its bolt in the unconnected state.
Das Berührschutzelement zusammen mit dem im Haltebereich gehaltenen Befestigungselement kann als Baugruppe zusammengestellt sein und wie nachfolgend noch beschrieben, an dem ersten Verbindungsteil fixiert werden. The contact protection element together with the fastening element held in the holding area can be put together as an assembly and fixed to the first connecting part as described below.
Die Fixierung an dem ersten Verbindungsteil kann derart sein, dass das Berührschutzelement verliersicher, insbesondere mittels Formschluss, an dem ersten Verbindungsteil gehalten ist. Die Profilierung der inneren Mantelfläche des Doms kann derart sein, dass durch eine axiale Verschiebung des Befestigungselements innerhalb des Doms das Berührschutzelement von dem Verbindungsteil lösbar wird,
insbesondere dadurch, dass durch eine axiale Verschiebung des Befestigungselements ein Formschluss zwischen dem Berührschutzelement und dem ersten Verbindungsteil aufgehoben wird. The fixation on the first connection part can be such that the contact protection element is captively held on the first connection part, in particular by means of a form fit. The profiling of the inner lateral surface of the dome can be such that the contact protection element can be detached from the connecting part by an axial displacement of the fastening element within the dome, in particular in that a form fit between the contact protection element and the first connecting part is canceled by an axial displacement of the fastening element.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass insbesondere auf der dem Haltebereich axial gegenüberliegenden Bereich des Doms dieser einen Spreizbereich aufweist. In diesem Spreizbereich ist der Öffnungsquerschnitt des Doms verjüngt, insbesondere kleiner als der Öffnungsquerschnitt im Haltebereich. Der Spreizbereich ist im verbundenen Zustand von Berührschutzelement und erstem Verbindungsteil dem Kragen des Verbindungsteils zugewandt. Der Spreizbereich ist derart, dass das Befestigungselement mit seinem Kopf eine radial nach außen weisenden Kraft auf die Mantelfläche des -Doms ausübt, wenn der Kopf im Spreizbereich ist. According to one exemplary embodiment, it is proposed that the area of the dome that is axially opposite the holding area in particular has an expansion area. In this expansion area, the opening cross section of the mandrel is tapered, in particular smaller than the opening cross section in the holding area. In the connected state of contact protection element and first connecting part, the expansion area faces the collar of the connecting part. The expansion area is such that the fastening element with its head exerts a radially outward-pointing force on the lateral surface of the dome when the head is in the expansion area.
Die Wandung des Doms ist im Spreizbereich bevorzugt axial geschlitzt. Eine radial nach außen wirkende, durch den Kopf auf die Wandung des Doms im Spreizbereich ausgeübte Kraft führt zu einem elastischen Aufspreizen des Öffnungsquerschnitts des Doms als auch zu einem Wippen der Wandung um einen Umlenkpunkt, der im Übergansbereich liegt, wie nachfolgend noch beschrieben werden wird. Durch dieses Aufspreizen kann ein Formschluss zwischen Dom und Verbindungselement gelöst werden. Das Aufspreizen kann durch die Schlitzung mit einer geringeren Kraft erfolgen. Beim Aufspreizen im Spreizbereich wird die Wandung des Dom im Haltebereich bevorzugt radial nach innen 'bewegt. Umgekehrt wird bei einer Spreizung des Haltebereichs die Wandung des Doms im Spreizbereich radial nach innen bewegt. The wall of the dome is preferably axially slotted in the expansion area. A radially outward force exerted by the head on the wall of the mandrel in the expansion area leads to an elastic expansion of the opening cross-section of the mandrel and to a rocking of the wall around a deflection point, which is in the transition area, as will be described below. This spreading can release a form fit between the dome and the connecting element. The spreading can be done with less force due to the slit. When spreading in the spreading area, the wall of the mandrel is preferably moved radially inward in the holding area. Conversely, when the holding area is spread, the wall of the mandrel is moved radially inwards in the spread area.
Zwischen dem Spreizbereich und dem Haltebereich kann in axialer Richtung gemäß einem Ausführungsbeispiel ein Übergangsbereich liegen. Dieser Übergangsbereich hat einen gegenüber dem Haltebereich und dem Spreizbereich vergrößerten Öffnungsquerschnitt, sodass der Kopf hierin in .Spielpassung geführt ist. Die Spielpassung führt dazu, dass das Befestigungselement in axialer Richtung im
Wesentlichen ohne Reibungsverluste verschoben werden kann. Ein Drehen des Befestigungselements in dem Übergangsbereich ist bevorzugt im Wesentlichen ohne Reibung des Befestigungselements insbesondere des Kopfes an der inneren Mantelfläche des Doms möglich. Der Kopf ist im Übergangsbereich bevorzugt in Spielpassung in dem Öffnungsquerschnitt geführt Der größte Durchmesser des Kopfes ist bevorzugt kleiner als der kleinste Durchmesser des Öffnungsquerschnitts im Übergangsbereich. Im Übergangsbereich können durch die axialen Schlitze voneinander getrennte Segmente des Doms in den Schlitzen durch zwischen den Segmenten verlaufende Stege miteinander verbunden sein. According to one exemplary embodiment, a transition area can lie between the expansion area and the holding area in the axial direction. This transition area has an opening cross section that is larger than that of the holding area and the spreading area, so that the head is guided in it with a loose fit. The loose fit means that the fastener in the axial direction in Can be moved essentially without friction losses. A rotation of the fastening element in the transition region is preferably possible essentially without friction of the fastening element, in particular of the head, on the inner lateral surface of the mandrel. In the transition area, the head is preferably guided with a loose fit in the opening cross section. The largest diameter of the head is preferably smaller than the smallest diameter of the opening cross section in the transition area. In the transition area, segments of the mandrel that are separated from one another by the axial slots can be connected to one another in the slots by webs running between the segments.
Der Dom erstreckt sich ausgehend von einer oberen Stirnfläche in axialer Richtung über den Haltebereich, den Übergangsbereich und den Spreizbereich hin zu einer unteren Stirnfläche. Im Bereich der unteren Stirnfläche kann der Dom einen radial nach außen weisenden Flansch aufweisen. Im Bereich der unteren Stirnfläche kann der Dom ausgehend von der unteren Stirnfläche zumindest zwei, bevorzugt zumindest vier oder mehr axial in der Wandung des Doms verlaufende Schlitze aufweisen, die sich insbesondere über den Spreizbereich, insbesondere bis hin zum Übergangsbereich erstrecken. Die Schlitze unterteilen die Wandung des Doms in Segmente. Die Segmente sind insbesondere über gleiche Winkelabschnitte des Doms verteilt. Insbesondere sind vier oder mehr Segmente vorgesehen. Die Segmente sind über Stege in den Schlitzen miteinander verbunden. Starting from an upper end face, the dome extends in the axial direction over the holding area, the transition area and the expansion area to a lower end face. In the area of the lower end face, the dome can have a flange pointing radially outwards. In the area of the lower end face, the dome can have at least two, preferably at least four or more slots running axially in the wall of the dome, starting from the lower end face and extending in particular over the expansion area, in particular up to the transition area. The slots divide the wall of the dome into segments. In particular, the segments are distributed over equal angular sections of the dome. In particular, four or more segments are provided. The segments are connected to each other via webs in the slots.
Der Öffnungsquerschnitt des Doms ist durch die innere Mantelfläche der Wandung des Doms begrenzt. Der Öffnungsquerschnitt im Übergangsbereich ist größer als der Öffnungsquerschnitt im Spreizbereich und der Öffnungsquerschnitt im Haltebereich. Bevorzugt ist der Öffnungsquerschnitt im Haltebereich größer als der kleinste Öffnungsquerschnitt im Spreizbereich. Zwischen den einzelnen Bereichen können an den Übergängen kegelförmige oder hohlkehlförmige Profilierungen vorgesehen sein, sodass ein im Wesentlichen stufenloser Übergang zwischen den Bereichen gebildet istund somit der Kopf zwischen den einzelnen Bereichen in axialer Richtung ohne zu verkanten gleiten kann.
Im verbundenen Zustand zwischen dem Berührschutzelement und dem ersten Verbindungsteil kann ein Formschluss zwischen diesen gebildet sein. Hierzu können ein Verriegelungselement an der äußeren und/oder inneren Stirnkante der unteren Stirnfläche des Berührschutzelements und ein Verriegeluhgselement auf der dem Berührschutzelement zugewandten Seite des Kragens einander hintergreifen. The opening cross section of the dome is delimited by the inner lateral surface of the wall of the dome. The opening cross section in the transition area is larger than the opening cross section in the expansion area and the opening cross section in the holding area. The opening cross section in the holding area is preferably larger than the smallest opening cross section in the spreading area. Conical or channel-shaped profiles can be provided at the transitions between the individual areas, so that an essentially stepless transition is formed between the areas and thus the head can slide between the individual areas in the axial direction without tilting. In the connected state between the contact protection element and the first connecting part, a positive connection can be formed between them. For this purpose, a locking element on the outer and/or inner end edge of the lower end face of the contact protection element and a locking element on the side of the collar facing the contact protection element can engage behind one another.
Insbesondere wird vorgeschlagen, dass auf der dem Dom zugewiesenen Oberfläche des Kragens ein Verriegelungselement angeordnet ist, welches zu einem an der unteren Stirnfläche des Domes angeordneten Verriegelungselement korrespondiert, insbesondere komplementär hierzu ist. Dabei wird insbesondere vorgeschlagen, dass die Verriegelungselemente einander in radialer Richtung hintergreifen. Die Verriegelungselemente können in der Art von Schnappverschlüssen mit jeweils sich in radialer Richtung vergrößernden Öffnungsquerschnitten gebildet sein. Beim Zusammenschieben der Verriegelungselemente verrasten die Hinterschnitte ineinander. Hierbei wird insbesondere das Verriegelungselement des Doms beim Zusammenschieben radial nach außen gespreizt und beim Verriegeln federt das Verriegelungselement des Doms radial nach innen hinter das Verriegelungselement am Kragen und es bildet sich ein Formschluss. In particular, it is proposed that a locking element is arranged on the surface of the collar assigned to the dome, which locking element corresponds to, in particular is complementary to, a locking element arranged on the lower end face of the dome. It is particularly proposed that the locking elements engage behind each other in the radial direction. The locking elements can be formed in the manner of snap closures, each with opening cross sections that increase in the radial direction. When the locking elements are pushed together, the undercuts lock into one another. In particular, the locking element of the dome is spread radially outwards when it is pushed together and when it is locked, the locking element of the dome springs radially inwards behind the locking element on the collar and a form fit is formed.
Durch die oben beschriebene radiale Spreizung des Doms im Spreizbereich, insbesondere bewirkt durch die axiale Verschiebung des Befestigungselements innerhalb des Doms, kann dieser Formschluss bei einem Fixieren des Befestigungselements gelöst werden. Um es mit anderen Worten zu sagen kann das Berührschutzelement zum Verbinden mit dem ersten Verbindungsteil mit einer axialen Anpresskraft gegen dessen Kragen gedrückt werden und die Verriegelungselemente verriegeln miteinander, sodass das Berührschutzelement im wesentlichen verliersicher an dem Kragen gehalten ist Das Verriegeln der Verriegelungselemente kann alternativ oder kumulativ verbessert werden durch das in den Haltebereich geschobene Befestigungselement Wie zuvor beschrieben, drückt der Kopf des Befestigungselements den Dom im Haltebereich radial auseinander,
wodurch der Dom im Verriegelungsbereich radial zusammengedrückt wird. Hierdurch erfolgt eine gegenseitige Sicherung zwischen Verriegelungselement und Berührschutzelement. Möglich ist, dass das Befestigungselement zunächst in das Berührschutzelement in axialer Richtung eingesetzt, insbesondere gedrückt wird. Das Befestigungselement sitzt dann ggf. erst noch locker an der inneren Mantelfläche des Doms im Haltebereich. Wird anschließend die Baugruppe aus Befestigungselement und Berührschutzelement auf dem Verbindungsteil verrastet, so erfolgt dies mit größerer Kraft. Anschließend wird das Befestigungselement auch entsprechend besser im Haltebereich gehalten und das Berührschutzelement ist nur mit großem Aufwand wieder zu lösen, solange das Befestigungselement im Haltebereich sitzt. Due to the above-described radial expansion of the dome in the expansion area, caused in particular by the axial displacement of the fastening element within the dome, this form fit can be released when the fastening element is fixed. To put it in other words, the contact protection element can be pressed against the collar with an axial pressure force to connect to the first connection part and the locking elements lock with one another, so that the contact protection element is held on the collar in an essentially captive manner. The locking of the locking elements can be alternative or cumulative be improved by the fastening element pushed into the holding area As described above, the head of the fastening element presses the dome radially apart in the holding area, whereby the dome is radially compressed in the locking area. This results in mutual securing between the locking element and the contact protection element. It is possible that the fastening element is first inserted, in particular pressed, into the contact protection element in the axial direction. The fastening element may then first sit loosely on the inner lateral surface of the dome in the holding area. If the assembly consisting of the fastening element and the contact protection element is then latched onto the connecting part, this takes place with greater force. Subsequently, the fastening element is also held correspondingly better in the holding area and the contact protection element can only be released again with great effort as long as the fastening element is seated in the holding area.
Diese Verriegelung kann aufgrund des profilierten Öffnungsquerschnitts der inneren Mantelfläche des Doms bei einer axialen Verschiebung des Befestigungselements in den Spreizbereich durch eine Spreizung der Wandung des Doms gelöst werden und das Berührschutzelement kann von dem Kragen werkzeuglos entfernt werden. Due to the profiled opening cross-section of the inner lateral surface of the dome, this locking can be released by spreading the wall of the dome when the fastening element is axially displaced into the expansion area, and the contact protection element can be removed from the collar without tools.
Die Verriegelungselemente sind derart, dass das Berührschutzelement im verriegelten Zustand ohne die Spreizung durch das Befestigungselement nicht zerstörungsfrei von dem Kragen gelöst werden kann. Insbesondere wenn der Kopf des Befestigungselements im Haltebereich die Wand des Doms nach außen drückt, bewirkt dies eine radial nach innen weisende Kraft auf die Wand des Doms im Spreizbereich und mithin im Bereich der Verriegelungselemente. Dadurch werden diese mit einer zusätzlichen Kraft fixiert. Wenn sich der Kopf im Spreizbereich befindet, drückt die durch den Kopf des Befestigungselements bewirkte Spreizung der Wandung des Doms das Verriegelungselement des Doms radial nach außen. Dadurch kann die Verriegelung mit dem Verriegelungselement des Verbindungsteils gelöst werden. Das Berührschutzelement kann dann werkzeuglos und zerstörungsfrei von dem Kragen abgenommen werden. The locking elements are such that the contact protection element in the locked state cannot be detached from the collar in a non-destructive manner without being spread by the fastening element. In particular, when the head of the fastening element in the holding area presses the wall of the dome outwards, this causes a radially inward-pointing force on the wall of the dome in the expansion area and therefore in the area of the locking elements. This fixes them with an additional force. When the head is in the expansion area, the expansion of the wall of the dome caused by the head of the fastening element pushes the locking element of the dome radially outwards. This allows the locking with the locking element of the connecting part to be released. The contact protection element can then be removed from the collar without tools and without destroying it.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass ein Maß derAccording to one embodiment it is proposed that a measure of
Überlappung der Hinterschnitte im verbundenen Zustand kleiner oder gleich einer
Verjüngung des Radius des Öffhungsquerschnitts im Spreizbereich ist. Das Befestigungselement wird während des Verbindens in den Spreizbereich geführt. DerKopf des Befestigungselements drückt mit einer radial nach außen wirkenden Kraft gegen die innere Wandung des Doms im Spreizbereich. Durch die Verjüngung des Radius des Öffhungsquerschnitts kommt es zu einer elastischen Verformung des Doms im Spreizbereich, bei dem die Wandung des Doms nach außen gedrückt wird. Ist nun die Verjüngung des Radius größer oder gleich dem Maß der Überlappung der Hinterschnitte kommt es durch die elastische Verformung bei der Spreizung dazu, dass im gespreizten Zustand die Hinterschnitte einander nicht mehr hintergreifen. Das Berührschutzelement kann von dem ersten Verbindungsteil werkzeuglos abgenommen werden. Lediglich die Reibkraft, die der Kopf des Befestigungselements auf die innere Mantelfläche des Doms im Spreizbereich ausübt, muss zu Abnehmen des Befestigungselements überwunden werden. Overlap of undercuts in connected state less than or equal to one Rejuvenation of the radius of the opening cross-section in the expansion area. The fastening element is guided into the expansion area during connection. The head of the fastening element presses against the inner wall of the mandrel in the expansion area with a radially outward force. Due to the narrowing of the radius of the opening cross section, there is an elastic deformation of the dome in the expansion area, in which the wall of the dome is pressed outwards. If the taper of the radius is greater than or equal to the extent of the overlap of the undercuts, the elastic deformation during the expansion means that the undercuts no longer engage behind each other in the expanded state. The contact protection element can be removed from the first connecting part without tools. Only the frictional force that the head of the fastening element exerts on the inner lateral surface of the mandrel in the expansion area has to be overcome in order to remove the fastening element.
Im verbundenen Zustand ragt der Bolzen des Befestigungselements in die Buchse oder den Topf des ersten Verbindungsteils. Die innere Mantelfläche der Durchgangsöffnung und/oder der Buchse des Verbindungsteils kann elektrisch isolierend beschichtet sein, sodass der Bolzen des Befestigungselements nicht in Kontakt mit dem Material des ersten Verbindungsteils kommt In the connected state, the bolt of the fastening element protrudes into the socket or cup of the first connection part. The inner lateral surface of the through-opening and/or the socket of the connecting part can have an electrically insulating coating, so that the bolt of the fastening element does not come into contact with the material of the first connecting part
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass eine axiale Erstreckung des Übergangsbereichs oder des Übergangsbereichs und des Spreizbereichs geringer ist als eine axiale Erstreckung des Bolzens. Somit kann der Bolzen, wenn der Kopf im Haltebereich liegt, aus der unteren Stirnfläche des Berührschutzelements ragen, was es leichter macht, den Bolzen in die Durchgangsöffnung des ersten Verbindungsteils einzufädeln. According to one exemplary embodiment, it is proposed that an axial extension of the transition area or of the transition area and the expansion area is less than an axial extension of the bolt. Thus, when the head is in the holding area, the bolt can protrude from the lower face of the contact protection element, which makes it easier to thread the bolt into the through-opening of the first connecting part.
Wird das Befestigungselement in das Berührschutzelement eingeführt, so wird es mit dem Bolzen voraus in den Dom eingesteckt Der Kopf wird durch eine Öffnung an der oberen Stirnseite, die sich in axialer Richtung in den Dom hinein verjüngt eingesteckt. Die Verjüngung des Öffhungsquerschnitts des Doms kann derart sein, dass der
Öfftiungsquerschnitt kleiner ist als der Durchmesser des Kopfes. Zum Einschieben des Kopfes kann die Wand des Doms radial nach außen elastisch gespreizt werden. Die Öffnung des Doms kann in axialer Richtung ngch der Verjüngung in radialer Richtung nach außen aufweiten. Der Haltebereich beginnt an der radialen Aufweitung der Öffnung, in axialer Richtung hinter der Verjüngung. Der Kopf kann somit in der Art eine Schnappverbindung bis in den Haltebereich hineingesteckt werden. Durch die radiale Aufweitung kann der Kopf in axialer Richtung an der Wand der Verjüngung anschlagen. Der Kopf ist dann in dem Haltebereich durch die radiale Aufweitung gehalten, so dass das Befestigungselement in axialer Richtung in Richtung der oberen Stirnfläche in dem Berührschutzelement gehalten ist. If the fastening element is inserted into the contact protection element, it is inserted into the dome with the bolt first. The head is inserted through an opening on the upper end face, which tapers into the dome in the axial direction. The taper of the opening cross-section of the dome can be such that the Opening cross-section is smaller than the diameter of the head. To insert the head, the wall of the mandrel can be spread elastically radially outwards. The opening of the dome can widen outwards in the axial direction next to the taper in the radial direction. The holding area begins at the radial widening of the opening, in the axial direction behind the narrowing. The head can thus be inserted into the holding area in the manner of a snap connection. Due to the radial widening, the head can hit the wall of the narrowing in the axial direction. The head is then held in the holding area by the radial widening, so that the fastening element is held in the axial direction in the direction of the upper end face in the contact protection element.
In diesem Zustand ragt der Bolzen, über die untere Stirnfläche des Doms hinaus. Mit diesem über die Stirnkante des Doms hinausragenden Überstand kann das Befestigungselement zusammen mit dem Berührschutzelement auf das erste Verbindungsteil aufgesteckt werden, insbesondere in die Durchgangsöffnung eingesteckt werden. Der Bolzen kann dazu genutzt werden, diese Baugruppe an dem ersten Verbindungsteil auszurichten, insbesondere in dem der Bolzen mit seinem überstehenden Bereich in die Durchgangsöffnung des ersten Verbindungsteils eingefädelt wird. Außerdem kann dabei das Berührschutzelement mit dem ersten Verbindungsteil in der oben beschriebenen Art und Weise verrasten. In this state, the bolt protrudes beyond the lower face of the dome. With this overhang projecting beyond the front edge of the dome, the fastening element can be pushed onto the first connecting part together with the contact protection element, in particular inserted into the through-opening. The bolt can be used to align this assembly on the first connection part, in particular by threading the bolt with its protruding area into the through-opening of the first connection part. In addition, the contact protection element can latch with the first connecting part in the manner described above.
Die innere Mantelfläche der Buchse, insbesondere die innere Mantelfläche der Durchgangsöffnung ist bevorzugt isolierend beschichtet, so dass der Bolzen des Befestiguhgselements nicht in Kontakt mit einem elektrisch leitenden Teil gelangt, wenn er in die Durchgangsöffnung eingefädelt wird. Die zusammengesteckte Baugruppe aus Berührschutzelement, Befestigungselement und erstem Verbindungsteil kann anschließend an dem zweiten Verbindungsteil ausgerichtet werden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass der Dom im Spreizbereich geschlitzt ist Die Schlitze verlaufen bevorzugt in axialer Richtung. Die
Schlitze sind in bevorzugt äquidistanten Winkelabständen zueinander am Dom angeordnet. Die Schlitze ermöglichen ein radiales Spreizen der Wand des Doms nach außen, wenn der Kopf des Befestigungselements die innere Wand des Doms im Spreizbereich nach außen drückt. The inner lateral surface of the socket, in particular the inner lateral surface of the through-opening, is preferably coated in an insulating manner, so that the bolt of the fastening element does not come into contact with an electrically conductive part when it is threaded into the through-opening. The assembled assembly of contact protection element, fastening element and first connection part can then be aligned with the second connection part. According to one exemplary embodiment, it is proposed that the dome be slotted in the expansion area. The slots preferably run in the axial direction. the Slots are preferably arranged at equidistant angular distances from one another on the dome. The slots allow the wall of the mandrel to expand radially outward when the head of the fastener pushes outward on the inner wall of the mandrel in the expansion area.
Der Dom ist bevorzugt vom Spreizbereich bis hin zum Haltebereich geschlitzt. Die Schlitze verlaufen bevorzugt in axialer Richtung. Die durch die Schlitze voneinander beabstandeten Segmente des Doms sind bevorzugt über Stege miteinander verbunden. Die Stege verlaufen bevorzugt in einer Ebene senkrecht zur Längsachse des Domes. Die Stege sind bevorzugt einstückig mit dem Material der Segmente des Doms gebildet. Die Stege agieren in der Art eines Scharniers oder eines Umlenkpunktes zwischen dem Haltebereich und dem Spreizbereich. The dome is preferably slotted from the expansion area to the holding area. The slots preferably run in the axial direction. The segments of the dome that are spaced apart from one another by the slots are preferably connected to one another via webs. The webs preferably run in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the dome. The webs are preferably formed in one piece with the material of the segments of the dome. The webs act in the manner of a hinge or a deflection point between the holding area and the spreading area.
Durch diese Scharnierfunktion der Stege können die Verriegelungselemente um die herum „wippen". Dies führt dazu, dass das Befestigungselement mit geringer axialer Kraft in das Berührschutzelement eingesetzt werden kann. Durch die Wippfunktion weitet sich der Haltebereich radial auf und der Spreizbereich wird gleichzeitig radial nach innen bewegt. Dadurch kann die Baugruppe aus Befestigungselement und Berührschutzelement leicht gefügt werden. This hinge function of the webs allows the locking elements to "rocker" around them. This means that the fastening element can be inserted into the contact protection element with little axial force. The rocker function means that the holding area expands radially and the expansion area simultaneously expands radially inwards As a result, the assembly consisting of the fastening element and the contact protection element can be easily joined.
Befindet sich das Befestigungselement im Haltebereich, dann kann die Wippe sich im Spreizbereich nicht mehr ohne eine erhöhte 'radiale Kraft öffnen. Wird nun die Baugruppe aus Befestigungselement und Berührschutzelement auf dem Verbindungsteil verrastet, dann erfolgt dies durch ein Spreizen der Verriegelungselemente radial nach außen durch das Aufbringen einer axialen Kraft auf den Dom. Öffnet sich das Dom im Spreizbereich trompetenförmig, so erleichtert dies die radiale Spreizung aufgrund einer axialen Anpresskraft. If the fastening element is in the holding area, then the rocker can no longer open in the expansion area without an increased radial force. If the assembly consisting of the fastening element and contact protection element is now locked on the connecting part, this is done by spreading the locking elements radially outwards by applying an axial force to the dome. If the dome opens like a trumpet in the expansion area, this facilitates radial expansion due to an axial contact pressure.
Anschließend wird sowohl der Spreizbereich vom Verbindungsteil nach außen gedrückt, als auch der Haltebereich vom Befestigungselement. Auf diese Weise sichern sich Befestigungselement und Berührschutzelement gegenseitig.- Das
Berührschutzelement sitzt verliersicher fest auf dem Verbindungsteil und kann auch beim Transport nicht abfallen. The expansion area is then pressed outwards by the connecting part, as is the holding area by the fastening element. In this way, the fastener and touch protection element secure each other.- The Touch protection element sits securely on the connecting part and cannot fall off during transport.
Erst wenn beim späteren Fixieren an dem zweiten Verbindungsteil das Befestigungselement aus dem Haltebereich in den Übergangsbereich bewegt wird, funktioniert die Wippe wieder. Der Haltebereich kann dann radial nach innen bewegt werden, was eine radiale Bewegung bzw. Spreizung nach außen des Spreizbereichs erleichtert. Nach dem Spreizen kann das Berührschutzelement leicht entfernt werden. Only when the fastening element is moved from the holding area into the transition area during later fixing to the second connecting part does the rocker function again. The holding area can then be moved radially inwards, which facilitates a radial movement or spreading outwards of the spreading area. After spreading, the contact protection element can be easily removed.
Um ein gutes Entriegeln zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, dass das Verriegelungselement am Dom im Spreizbereich liegt, insbesondere im Bereich der unteren Stirnfläche. Die axiale Position des Spreizbereichs und des Verriegelungselements des Doms kann an der Längsachse des Berührschutzelements gleich sein. Das bedeutet, dass eine Spreizung des Doms im Spreizbereich die größtmögliche Spreizung des Verriegelüngselements bewirkt, insbesondere sind sowohl Verriegelungselement aus als auch Spreizbereich hin zur unteren Stirnfläche ausgerichtet. In order to enable good unlocking, it is proposed that the locking element on the dome is in the expansion area, in particular in the area of the lower end face. The axial position of the expansion area and the locking element of the dome can be the same on the longitudinal axis of the contact protection element. This means that a spreading of the mandrel in the spreading area causes the greatest possible spreading of the locking element; in particular, both the locking element and the spreading area are aligned towards the lower end face.
Sowohl Spreizbereich als auch Verriegelungselement können zumindest teilweise umlaufend geformt sein. Das Verriegelungselement ist insbesondere ein umlaufender Ring, unterbrochen durch die axialen Schlitze. Der Spreizbereich ist insbesondere ein umlaufender, nach innen weisender Vorsprung an der inneren Mantelfläche des Doms, unterbrochen durch die axialen Schlitze. Both the expansion area and the locking element can be formed at least partially circumferentially. The locking element is in particular a circumferential ring, interrupted by the axial slots. The expansion area is in particular a circumferential, inward-pointing projection on the inner lateral surface of the mandrel, interrupted by the axial slots.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass der Bolzen als Schraube oder Gewindebuchse gebildet ist. Der Bolzen kann verschraubbar sein, sowohl als Stecker als auch als Buchse. Neben Schraube und Gewindebuchse kann auch ein Bajonettverschluss, ein Drehverschluss oder dergleichen am Bolzen gebildet sein. Die Befestigung der Verbindungselemente durch das Befestigungselement erfolgt bevorzugt derart, dass während des Befestigens der Bolzen um seine Längsachse rotiert wird. Dadurch wird der Bolzen in axialer Richtung verschoben. Das bedeutet,
dass das Verbinden zu einer axialen Verschiebung des am Bolzen angeordneten Kopfes führt, so dass der Kopf durch den Verbindungsvorgang aus dem Übergangsbereich in den Spreizbereich zwangsgeführt wird. Dies kann nicht nur durch Schraube und Gewinde sondern auch durch andere Verbindungskonzepte erfolgen. According to one exemplary embodiment, it is proposed that the bolt be in the form of a screw or threaded bush. The bolt can be screwed, both as a plug and as a socket. In addition to the screw and the threaded bushing, a bayonet lock, a rotary lock or the like can also be formed on the bolt. The connection elements are preferably fastened by the fastening element in such a way that the bolt is rotated about its longitudinal axis during fastening. As a result, the bolt is displaced in the axial direction. That means, that the connection leads to an axial displacement of the head arranged on the bolt, so that the head is forced out of the transition area into the expansion area by the connection process. This can be done not only by screw and thread but also by other connection concepts.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass sich eine äußere Mantelfläche des Schafts in einer vom Kragen weg weisenden axialen Richtung verjüngt. Die Buchse des ersten Verbindungsteils erstreckt sich mit ihrer Durchgangsöffnung und der die Durchgangsöffnung zumindest teilweise umlaufend begrenzenden Wand in axialer Richtung. An einer oberen Stirnseite im Bereich des Kragens ist die Buchse mit der Durchgangsöffnung zur Aufnahme des Bolzens gebildet. Insbesondere hat die Durchgangsöffnung der Buchse dort einen ersten Öffnungsquerschnitt, der in etwa dem Querschnitt des Bolzens entspricht. Ausgehend von diesem ersten Öffnungsquerschnitt erstreckt sich die Durchgangsöffnung der Buchse in Längsrichtung hin zu einer unteren Stirnseite. Die Durchgängsöffnung der Buchse hat im Bereich der zweiten Stirnseite einen zweiten Öffnungsquerschnitt der größer ist als der erste Öffnungsquerschnitt. Die innere Mantelfläche der Durchgangsöffnung der Buchse kann umlaufend mit einem isolierenden Material beschichtet sein. According to one exemplary embodiment, it is proposed that an outer lateral surface of the shank tapers in an axial direction pointing away from the collar. The bushing of the first connecting part extends in the axial direction with its through-opening and the wall at least partially surrounding the through-opening. The bushing with the through-opening for receiving the bolt is formed on an upper end face in the region of the collar. In particular, the through-opening of the bush has a first opening cross-section there, which approximately corresponds to the cross-section of the bolt. Starting from this first opening cross section, the through opening of the bushing extends in the longitudinal direction towards a lower end face. In the region of the second end face, the through-opening of the bushing has a second opening cross-section which is larger than the first opening cross-section. The inner lateral surface of the through-opening of the socket can be coated all around with an insulating material.
Ausgehend von der oberen Stirnseite erstreckt sich der Schaft in Richtung der unteren Stirnseite. Der Schaft hat eine vorzugsweise umlaufende Wand, die die Durchgangsöffnung begrenzt. Die innere Mantelfläche des Schafts, welche die Durchgangsöffnung begrenzt, kann wie beschrieben isolierend beschichtet sein. Die äußere Mantelfläche des Schafts, insbesondere in einem Bereich der unteren Stirnkante kann sich in Längsrichtung verjüngend, insbesondere konisch verjüngend geformt sein. Die Wandstärke nimmt in Richtung der unteren Stirnkante ab. Starting from the upper end face, the shaft extends in the direction of the lower end face. The shank preferably has a peripheral wall that delimits the through-opening. The inner lateral surface of the shank, which delimits the through-opening, can have an insulating coating, as described. The outer lateral surface of the shank, in particular in a region of the lower end edge, can be tapered in the longitudinal direction, in particular tapered conically. The wall thickness decreases in the direction of the lower front edge.
Die äußere Mantelfläche kann als Kontaktfläche für einen elektrischen Kontakt mit dem zweiten Verbindungsteil dienen.- Die untere Stirnkante des Schafts, insbesondere
die untere Stirnfläche des Schafts, kann bevorzugt umlaufend isoliert sein. Die Isolation der unteren Stirnfläche des Schafts sowie der inneren Mantelfläche der Durchgangsöffnung kann einstückig, insbesondere anspritzt sein. Der Kragen kann an der oberen Stirnfläche zumindest in Teilen mit einem Isolationsmaterial beschichtet sein. Die Beschichtung kann insbesondere in den Bereichen sein, in denen der Kopf nicht aufliegt. Hierdurch wird eine gute Anpresskraft des Kopfes gegen den Kragen gewährleistet. Insbesondere kann der Kopf unmittelbar auf dem Kragen aufliegen. Die Beschichtung kann aber auch vollflächig sein. Auch diese Beschichtung kann einstückig sein und insbesondere einstückig mit der Beschichtung der inneren Mantelfläche der Durchgangsöffnung. Hierbei kann in einem einzigen Spritzgussprozess eine Beschichtung der oben genannten, beschichteten Flächen erfolgen. The outer lateral surface can serve as a contact surface for electrical contact with the second connecting part.- The lower end edge of the shaft, in particular the lower end face of the shaft can preferably be insulated all around. The insulation of the lower end face of the shank and the inner lateral surface of the through-opening can be in one piece, in particular molded on. At least parts of the collar can be coated with an insulating material on the upper end face. The coating can be in particular in the areas where the head does not rest. This ensures a good contact pressure of the head against the collar. In particular, the head can rest directly on the collar. However, the coating can also be over the entire surface. This coating can also be in one piece and in particular in one piece with the coating of the inner lateral surface of the through-opening. In this case, the coated surfaces mentioned above can be coated in a single injection molding process.
Auch kann das erste Verbindungsteil als Topf gebildet sein. Es versteht sich, dass das zweite Verbindungsteil jeweils komplementär gebildet sein kann. Die Beschreibung von Buchse und Topf für das erste Verbindungsteil kann insoweit auch als Beschreibung des jeweils komplementären zweiten Verbindungsteils verstanden werden. Die genannten Merkmale gelten somit gleichermaßen für das erste und das zweite Verbindungsteil. The first connection part can also be formed as a pot. It goes without saying that the second connecting part can in each case be formed in a complementary manner. The description of the socket and pot for the first connection part can also be understood as a description of the respective complementary second connection part. The features mentioned thus apply equally to the first and the second connecting part.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass sich ein durch die innere Mantelfläche des Topfes gebildeter Napf sich in einer vom Kragen weg weisenden axialen Richtung aufweitet. Der Topf des ersten Verbindungsteils erstreckt sich mit seiner zumindest teilweise umlaufend begrenzenden Wand in axialer Richtung. An einer oberen Stirnseite im Bereich des Kragens ist der Topf mit der Durchgangsöffnung zur Aufnahme des Bolzens gebildet. Insbesondere hat die Durchgangsöffnung des Topfes dort einen ersten Öffnungsquerschnitt, der in etwa dem Querschnitt des- Bolzens entspricht. Der Boden des Topfes hat einen Querschnitt, der im Wesentlichen zu der oberen Stirnfläche des Schafts der Buchse des zweiten Verbindungsteils korrespondiert. Ausgehend vom Boden des Topfes, in dem die Durchgangsöffnung ist, erstreckt sich der Topf in Längsrichtung hin zu einer unteren
Stirnseite. Die äußere Mantelfläche des Topfes kann umlaufend mit einem isolierenden Material beschichtet sein. According to one exemplary embodiment, it is proposed that a cup formed by the inner lateral surface of the pot widens in an axial direction pointing away from the collar. The pot of the first connecting part extends in the axial direction with its at least partially circumferentially delimiting wall. The cup with the through-opening for receiving the bolt is formed on an upper end face in the area of the collar. In particular, the passage opening of the pot has a first opening cross section there, which corresponds approximately to the cross section of the bolt. The bottom of the cup has a cross-section which essentially corresponds to the upper face of the shank of the socket of the second connection part. Starting from the bottom of the pot, in which the through-opening is, the pot extends in the longitudinal direction to a lower one face. The outer lateral surface of the pot can be coated all around with an insulating material.
Die innere Mantelfläche des Topfes, welche die Durchgangsöffnung begrenzt kann sich in Längsrichtung aufweiten, insbesondere konisch aufweitend geformt sein. Die Wandstärke nimmt in Richtung der unteren Stirnkante ab. The inner lateral surface of the pot, which delimits the through-opening, can widen in the longitudinal direction, in particular be shaped in a conically widening manner. The wall thickness decreases in the direction of the lower front edge.
Die innere Mantelfläche kann als Kontaktfläche für einen elektrischen Kontakt mit dem zweiten Verbindungsteil dienen. Die untere Stirnkante kann bevorzugt umlaufend isoliert sein. Die Isolation der unteren Stirnfläche sowie die äußere Mantelfläche kann einstückig, insbesondere angespritzt sein. Der Kragen kann an der oberen Stirnfläche zumindest in Teilen mit einem Isolationsmaterial beschichtet sein. Die Beschichtung kann insbesondere in den Bereichen sein, in denen der Kopf nicht aufliegt. Hierdurch wird eine gute Anpresskraft des Kopfes gegen den Kragen gewährleistet Insbesondere kann der Kopf unmittelbar auf dem Kragen aufliegen. Die Beschichtung kann aber auch vollflächig sein. Auch diese Beschichtung kann einstückig sein und insbesondere einstückig mit der Beschichtung der äußeren Mantelfläche des Topfes. Hierbei kann in einem einzigen Spritzgussprozess eine Beschichtung der oben genannten, beschichteten Flächen erfolgen. The inner lateral surface can serve as a contact surface for electrical contact with the second connection part. The lower end edge can preferably be insulated all around. The insulation of the lower end face and the outer lateral surface can be integral, in particular injection-molded. At least parts of the collar can be coated with an insulating material on the upper end face. The coating can be in particular in the areas where the head does not rest. This ensures a good pressing force of the head against the collar. In particular, the head can rest directly on the collar. However, the coating can also be over the entire surface. This coating can also be in one piece and in particular in one piece with the coating of the outer lateral surface of the pot. In this case, the coated surfaces mentioned above can be coated in a single injection molding process.
Wie bereits erläutert, wird gemäß einem Ausführungsbeispiel vorgeschlagen, dass der Kragen auf der oberen Stirnfläche zumindest in Teilen elektrisch isolierend beschichtet ist, wobei das Verriegelungselement bevorzugt einstückig aus der Beschichtung geformt ist. Zusammen mit der Beschichtung kann das Verriegelungselement ebenfalls in einem einzigen Spritzgussprozess hergestellt werden. Der elektrisch leitende Kern des Verbindungsteils, insbesondere umfassend die Buchse mit Kragen und Schaft, kann als Einleger aus einem leitenden Material in eine Spritzgussform eingelegt werden. Anschließend kann ein Umspritzen des Einlegers im Wesentlichen vollständig mit der Ausnahme zumindest der äußeren Mantelfläche der sich verjüngenden Wandung des Schafts erfolgen. Diese kann frei
von einer Isolation sein. Diese Fläche dient dann als Verbindungsfläche mit dem zweiten Verbindungsteil. As already explained, it is proposed according to one exemplary embodiment that the collar is coated in an electrically insulating manner on the upper end face, at least in parts, with the locking element preferably being formed in one piece from the coating. Together with the coating, the locking element can also be produced in a single injection molding process. The electrically conductive core of the connecting part, in particular comprising the socket with collar and shaft, can be inserted into an injection mold as an insert made of a conductive material. The insert can then be essentially completely encapsulated with the exception of at least the outer lateral surface of the tapering wall of the shaft. This can be free be from isolation. This surface then serves as a connection surface with the second connection part.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, .dass eine elektrisch isolierende Manschette den Schaft zumindest teilweise umlaufend umgreift und von der äußeren Mantelfläche des Schafts in radialer Richtung beabstandet ist, so dass sich zwischen der Manschette und dem Schaft ein Ringraum bildet. Die elektrisch isolierende Manschette kann ebenfalls einstückig mit der sonstigen Isolation gebildet sein. Die Isolation kann aus einem elektrisch isolierenden Material, insbesondere einem Kunststoff, insbesondere PVC, PC, PET, PBT, PA, PPA oder PPS oder dergleichen gebildet sein. Ein Duroplast oder ein flüssigkristaliner Kunststoff sind ebenfalls möglich. According to one exemplary embodiment, it is proposed that an electrically insulating collar at least partially surrounds the shaft and is spaced from the outer surface of the shaft in the radial direction, so that an annular space is formed between the collar and the shaft. The electrically insulating sleeve can also be formed in one piece with the rest of the insulation. The insulation can be formed from an electrically insulating material, in particular a plastic, in particular PVC, PC, PET, PBT, PA, PPA or PPS or the like. A thermoset or a liquid-crystalline plastic is also possible.
Insbesondere lässt sich die Manschette im Rahmen des beschriebenen Spritzgussprozesses an den Kragen anspritzen. Die Manschette ist vorzugsweise vollständig umlaufend um den Schaft gebildet. Die Manschette erstreckt sich in axialer Richtung ausgehend vom Kragen entlang des Schaftes bis zumindest der unteren Stirnkante des Schaftes. Die Manschette und die stirnseitige Beschichtung des Schaftes können in einer gemeinsamen Ebene enden. Die untere Stirnfläche ist dann vollständig isoliert. Ausschließlich der Ringraum zwischen Manschette und Schaft ermöglicht einen Zugriff auf die nicht isolierte äußere Mantelfläche des Schaftes. Der radiale Abstand zwischen der Innenkante der Manschette und der Außenkante des Schaftes kann so sein, dass dieser kleiner ist als eine Prüfnorm verlangt. Dieser sogenannte Fingerspalt ist bevorzugt kleiner als 3mm, insbesondere 2,8mm, insbesondere um die Norm IPXXB, DIN EN 60529 zu erfüllen. In particular, the cuff can be molded onto the collar as part of the described injection molding process. The cuff is preferably formed completely around the shaft. The cuff extends in the axial direction, starting from the collar, along the shank to at least the lower end edge of the shank. The cuff and the frontal coating of the socket can end in a common plane. The lower face is then completely insulated. Only the annular space between the sleeve and the shaft allows access to the non-insulated outer surface of the shaft. The radial distance between the inner edge of the cuff and the outer edge of the shank can be such that it is less than a test standard requires. This so-called finger gap is preferably smaller than 3 mm, in particular 2.8 mm, in particular in order to meet the IPXXB standard, DIN EN 60529.
Wie bereits erläutert, hat die Buchse oder der Topfeine Durchgangsöffnung. Diese Durchgangsöffnung hat, wie ebenfalls für die Buchse bereits beschrieben, bevorzugt zwei verschiedene Öffhungsquerschnitte. Für den Topf weitet sich die Durchgangsöffnung hin zur unteren. Stirnkante auf. An der oberen Stirnkante, auf der dem Kragen zugewandten Seite, kann ein erster, kleinerer Öffnungsquerschnitt
vorgesehen sein. In einem axialen Abstand von der oberen Stirnkante, hin zur unteren Stirnkante kann ein größerer Öffnungsquerschnitt vorgesehen sein. Die innere Mantelfläche der Durchgangsöffnung ist, wie beschrieben, zumindest teilweise elektrisch isolierend beschichtet. Somit kann beim Einstecken des Bolzens desBefestigungselements ein Kontaktieren des Befestigungselements mit elektrisch leitenden Flächen des ersten Verbindungsteils verhindert werden. As already explained, the socket or pot has a through hole. As also already described for the bushing, this passage opening preferably has two different opening cross sections. For the pot, the passage opening widens towards the bottom. front edge up. A first, smaller opening cross-section can be provided on the upper front edge, on the side facing the collar be provided. A larger opening cross section can be provided at an axial distance from the upper front edge towards the lower front edge. As described, the inner lateral surface of the through-opening has an at least partially electrically insulating coating. Thus, when the bolt of the fastening element is inserted, contact of the fastening element with electrically conductive surfaces of the first connecting part can be prevented.
Zur Kontaktierung des Verbindungsteils mit einem elektrischen Leiter ist es möglich, in dem elektrischen Leiter eine Öffnung, insbesondere eine Bohrung vorzusehen. In diese Bohrung kann das Verbindungsteil mit seiner umlaufenden Manschette oder der äußeren Mantelfläche des Topfes eingesteckt werden. Die Manschette umgreift vollständig umlaufend sowohl den Schaft. Der Kragen ragt bevorzugt radial über die Manschette oder den Topf hinaus. Der Kragen ist an seiner oberen Stirnfläche und ggf. seiner umlaufenden Wand isolierend beschichtet. Der Kragen kann auf einer dem Schaft zugewandten Seite einen Flansch ausbilden. Dieser Flansch kann zumindest teilweise unbeschichtet sein. To contact the connecting part with an electrical conductor, it is possible to provide an opening, in particular a bore, in the electrical conductor. In this hole, the connecting part can be inserted with its peripheral sleeve or the outer surface of the pot. The cuff completely surrounds both the shaft. The collar preferably protrudes radially beyond the cuff or the pot. The collar has an insulating coating on its upper end face and possibly on its peripheral wall. The collar can form a flange on a side facing the shaft. This flange can be at least partially uncoated.
Der Leiter kann umlaufend der Öffnung ebenfalls unbeschichtet sein. Der Kragen mit seinem Flansch kann gegen diese unbeschichtete, insbesondere nicht isolierte Oberfläche des Leiters gedrückt werden. Der Kragen hat auf seiner Flanschseite bevorzugt einen zumindest teilweise umlaufenden sich axial in Richtung des Schafts erstreckenden, radial vom Schaft beabstandeten Vorsprung. Dieser Vorsprung kann als Schweißauflage, im Querschnitt insbesondere bogenförmig oder kegelförmig sein. Die Schweißauflage dient der Erhöhung des Anpressdruckes des Kragens gegen den Leiter im Fall des Verschweißens des Kragens mit dem Leiter. The conductor can also be uncoated around the opening. The collar with its flange can be pressed against this uncoated, in particular uninsulated, surface of the conductor. On its flange side, the collar preferably has an at least partially circumferential projection which extends axially in the direction of the shank and is spaced radially from the shank. This projection can be used as a welding pad, particularly arcuate or conical in cross section. The welding pad serves to increase the contact pressure of the collar against the conductor in the case of welding the collar to the conductor.
Zum Verbinden wird das Verbindungsteil mit der Manschette oder dem Topf in die Öffnung eingesteckt. Der Kragen liegt mit seinem Flansch auf der nicht isolierten Fläche des Leiters auf. Mit einem geeigneten Schweißwerkzeug wird das Verbindungsteil, insbesondere der Kragen, insbesondere die Flanschseite des Kragens, axial auf den Leiter gepresst Bei einem Reibschweißen wird der Kragen um
seine Achse rotiert, so dass ein Stoffschluss gebildet wird. Eine andere Verbindung zwischen dem Kragen und dem Leiter ist ebenfalls möglich, beispielsweise mittels Widerstandsschweißen, Laserschweißen, Löten oder dergleichen. To connect, the connecting part with the cuff or the pot is inserted into the opening. The collar rests with its flange on the non-insulated surface of the conductor. The connecting part, in particular the collar, in particular the flange side of the collar, is pressed axially onto the conductor using a suitable welding tool its axis rotates so that a bond is formed. Another connection between the collar and the conductor is also possible, for example by means of resistance welding, laser welding, soldering or the like.
Um den Kragen möglichst bündig an die Isolation des Leiters anzubinden, insbesondere um eine bündige, vollständige Isolation zu gewährleisten, wird vorgeschlagen, dass der Kragen einen radial umlaufenden, außen liegenden Falz aufweist. Dieser Falz dient zur Aufnahme einer Isolation des Leiters. Der Falz kann auch das Umspritzen begünstigen. Der Kragen kann auf den Leiter so aufgesetzt werden, dass der Falz umlaufend auf der Isolation beabstandet oder unmittelbar an- oder aufliegt und die radial weiter innen liegenden Bereiche des Kragens flanschartig auf dem nicht isolierten Leiter. Der Falz sollte nicht auf der Isolation aufliegen, falls reibgeschweißt wird. In order to connect the collar as flush as possible to the insulation of the conductor, in particular to ensure flush, complete insulation, it is proposed that the collar have a radially circumferential, external fold. This fold serves to accommodate an insulation of the conductor. The fold may also favor overmolding. The collar can be placed on the conductor in such a way that the fold is circumferentially spaced on the insulation or rests directly against or on it and the radially inner areas of the collar are flange-like on the non-insulated conductor. The seam should not rest on the insulation if friction welding.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass der Kopf des Befestigungselements auf seiner dem Bolzen abgewandten Oberfläche elektrisch isolierend beschichtet ist. Das Befestigungselement ist bevorzugt aus einem metallischen Material. Da dieses Material elektrisch leitend ist und insbesondere der Bolzen des Befestigungselements beim Verbinden des Befestigungselements mit dem zweiten Verbindungsteil als auch im verbundenen Zustand der Verbindungsteile in Kontakt mit leitenden Bauteilen kommen kann, kann der Kopf des Befestigungselements elektrisch isolierend beschichtet sein. According to one exemplary embodiment, it is proposed that the head of the fastening element be coated in an electrically insulating manner on its surface facing away from the bolt. The fastening element is preferably made of a metallic material. Since this material is electrically conductive and in particular the bolt of the fastening element can come into contact with conductive components when the fastening element is connected to the second connecting part and also when the connecting parts are connected, the head of the fastening element can be coated with an electrically insulating coating.
Ein weiterer Aspekt ist ein Verbinder, insbesondere Batteriemodulverbinder, insbesondere für Fahrzeuge mit einem elektrischen Antrieb nach Anspruch 21. Dieser Verbinder umfasst ein erstes Verbindungsteil wie es zuvor beschrieben wurde, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 20 und eine zweites Verbindungsteil. Die Verbindungsteile sind elektrisch leitend miteinander verbindbar. Wie bereits zuvor beschrieben, ist eine erste elektrisch leitende Fläche an dem ersten Verbindungsteil an der äußeren Mantelfläche des Schafts vorgesehen. Das zweite Verbindungsteil ist als Buchse mit einem sich axial erstreckenden, 'topfförmigen Schaft
und einem radial verlaufenden Kragen gebildet. Innerhalb des topfförmigen. Schafts ist ein sich axial erstreckendes Aufnahmeelement vorgesehen. Der Schaft als auch der Kragen sind aus einem oben beschriebenen leitenden Material gebildet. A further aspect is a connector, in particular battery module connector, in particular for vehicles with an electric drive according to claim 21. This connector comprises a first connecting part as described above, in particular according to one of claims 1 to 20 and a second connecting part. The connecting parts can be connected to one another in an electrically conductive manner. As already described above, a first electrically conductive surface is provided on the first connection part on the outer lateral surface of the shaft. The second connector is a socket with an axially extending cup-shaped shank and a radially extending collar. Inside the pot-shaped. An axially extending receiving element is provided on the shank. Both the shaft and the collar are formed from a conductive material as described above.
Eine innere Mantelfläche des Schaftes kann elektrisch leitend gebildet sein und mit einer äußeren Mantelfläche des Schafts des ersten Verbindungsteils kontaktiert werden. Der Schaft des ersten Verbindungsteils und der Schaft des zweiten Verbindungsteils können komplementär zueinander sein, so dass die Schäfte ineinander schiebbar sind, wobei deren innere und äußere Mantelflächen zumindest teilweise in elektrisch leitenden bevorzugt unmittelbaren Kontakt gebracht werden können. An inner lateral surface of the shank can be electrically conductive and can be contacted with an outer lateral surface of the shank of the first connecting part. The shank of the first connecting part and the shank of the second connecting part can be complementary to one another, so that the shanks can be slid into one another, whereby their inner and outer lateral surfaces can be at least partially brought into electrically conductive, preferably direct contact.
Der Schaft des zweiten Verbindungsteils kann auch als Topf verstanden werden. Das zweite Verbindungsteil ist komplementär zu dem ersten Verbindungsteil. Die Beschreibung von Buchse und/oder Topf des ersten Verbindungsteils ist somit analog auf das zweite Verbindungsteil sowie umgekehrt ist die Beschreibung des zweiten Verbindungsteils analog auf das erste Verbindungsteil anwendbar. The shank of the second connecting part can also be understood as a pot. The second connection part is complementary to the first connection part. The description of the socket and/or pot of the first connection part is therefore analogous to the second connection part and vice versa the description of the second connection part can be applied analogously to the first connection part.
Der topfförmige Schaft des zweiten Verbindungsteils öffnet sich in einer axialen Richtung vom Kragen wegweisend auf. Dieses Aufweiten korrespondiert zu dem Verjüngen des Schafts des ersten Verbindungsteils. The cup-shaped shank of the second connecting part opens in an axial direction away from the collar. This widening corresponds to the tapering of the shank of the first connector.
Das zweite Verbindungsteil hat eine untere Stirnfläche im Bereich des Kragens und eine obere Stirnfläche im Bereich des Schafts. Der Schaft öffnet sich ausgehend vom Kragen hin zur oberen Stirnfläche. Beim Verbinden der Verbindungsteile wird das erste Verbindungsteil mit seiner unteren Stirnfläche auf die obere Stirnfläche des zweiten Verbindungsteils zu bewegt. Dabei gleitet der Schaft des zweiten Verbindungsteils in den Ringraum .zwischen dem Schaft des ersten Verbindungsteils und der Manschette des ersten Verbindungsteils. Der Schaft des ersten Verbindungsteils gleitet in den Ringraum zwischen dem Schaft des zweiten Verbindungsteils und dem Aufnahmeelement.
Der Schaft des zweiten Verbindungsteils umgreift umlaufend das sich innerhalb des Schafts axial erstreckende Aufnahmeelement. Das Aufnahmeelement kann einstückig mit dem Schaft und dem Kragen gebildet sein. In diesem Fall kann eine obere Stirnfläche des Schafts, umlaufend um das Aufnahmeelement, elektrisch isolierend beschichtet sein. Die Beschichtung kann sowohl eben auf der Stirnfläche aufliegen, als auch in axialer Richtung vom Schaft wegweisend, eine bevorzugt im Wesentlichen umlaufende Erhebung aufweisen. Bevorzugt ist jedoch, wenn das Aufnahmeelement zumindest teilweise aus einem elektrisch isolierenden Material gebildet ist. Insbesondere kann das Aufnahmeelement an den Schaft und den Kragen angespritzt sein. Unreine mechanische Stabilität zwischen dem Befestigungselement des ersten Verbindungsteils und dem Aufnahmeelement des zweiten Verbindungsteils herstellen zu können, kann ein Verbindungsabschnitt des Aufnahmeelements metallisch gebildet sein, um mit dem Bolzen des Befestigungselements des ersten Verbindungsteils zusammen zu wirken. Insbesondere kann ein hülsenförmiger Einsatz in dem Aufnahmeelements eingesetzt sein, wobei dieser Einsatz bevorzugt metallisch ist. Der Einsatz kann beispielsweise als Gewindeeinsatz in das Aufnahmeelement eingesetzt werden. Im gefügten Zustand verläuft die Mittenachse des Einsatzes koaxial zurThe second connecting part has a lower face in the area of the collar and an upper face in the area of the shaft. Starting from the collar, the shaft opens towards the upper end face. When connecting the connecting parts, the first connecting part is moved with its lower end face towards the upper end face of the second connecting part. The shank of the second connecting part slides into the annular space between the shank of the first connecting part and the sleeve of the first connecting part. The shank of the first connector slides into the annular space between the shank of the second connector and the female member. The shank of the second connecting part surrounds the receiving element which extends axially inside the shank. The receiving element can be formed in one piece with the shank and the collar. In this case, an upper end face of the shank can be coated in an electrically insulating manner surrounding the receiving element. The coating can either lie flat on the end face or, pointing away from the shank in the axial direction, have a preferably essentially circumferential elevation. However, it is preferred if the receiving element is formed at least partially from an electrically insulating material. In particular, the receiving element can be molded onto the shaft and the collar. In order to be able to produce impure mechanical stability between the fastening element of the first connecting part and the receiving element of the second connecting part, a connecting section of the receiving element can be made of metal in order to interact with the bolt of the fastening element of the first connecting part. In particular, a sleeve-shaped insert can be used in the receiving element, this insert preferably being metallic. The insert can be used, for example, as a threaded insert in the receiving element. In the assembled state, the central axis of the insert is coaxial to the
Mittenachse der Durchgangsöffnung der Buchse des ersten Verbindungsteils und der Mittenachse des Befestigungselements des ersten Verbindungsteils, sodass Aufnahmeelement und Befestigungselement schraubend miteinander verbunden werden können. Central axis of the through hole of the socket of the first connection part and the central axis of the fastening element of the first connection part, so that the receiving element and the fastening element can be screwed together.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass eine äußere Mantelfläche des Schafts elektrisch isolierend beschichtet ist. Der Schaft kann eine äußere, zylinderförmige Mantelfläche aufweisen. An dieser kann eine Isolation angebracht sein. Auch die obere Stirnfläche des Schaftes kann mit dem isolierenden Material beschichtet sein. Die Beschichtung kann zusammen mit dem Material des Aufnahmeelements an den Schaft angespritzt sein.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass der Kragen auf der dem Schaft zugewandten Seite zumindest teilweise unbeschichtet ist, wobei der unbeschichtete Bereich als Kontaktfläche für einen elektrischen Leiter gebildet ist. In diesem Fall kann der Kragen auf der dem Schaft abgewandten Seite vollständig beschichtet sein. Die Verbindung des Kragens des zweiten Verbindungsteils mit dem elektrischen Leiter über die dem Schaft zugewandte Flanschfläche erfolgt bevorzugt korrespondierend zu der Verbindung des Kragens des ersten Verbindungselementsmit dem elektrischen Leiter, sodass auf die dortige Beschreibung vollständig verwiesen wird. According to one exemplary embodiment, it is proposed that an outer lateral surface of the shank be coated in an electrically insulating manner. The shank can have an outer, cylindrical lateral surface. An insulation can be attached to this. The upper face of the shaft can also be coated with the insulating material. The coating can be sprayed onto the shaft together with the material of the receiving element. According to one exemplary embodiment, it is proposed that the collar be at least partially uncoated on the side facing the shaft, with the uncoated area being formed as a contact surface for an electrical conductor. In this case, the collar can be completely coated on the side facing away from the shaft. The collar of the second connecting part is connected to the electrical conductor via the flange surface facing the shaft, preferably corresponding to the collar of the first connecting element being connected to the electrical conductor, so that full reference is made to the description there.
Der Kragen kann aber auch auf der dem Schaft abgewandten Seite zumindest teilweise unbeschichtet sein, wobei der unbeschichtete Bereich als Kontaktfläche für einen elektrischen Leiter gebildet ist. In diesem Fall kann der Kragen auf der dem Schaft zugewandten Seite vollständig beschichtet sein. However, the collar can also be at least partially uncoated on the side facing away from the shaft, with the uncoated area being formed as a contact surface for an electrical conductor. In this case, the collar can be completely coated on the side facing the upper.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass das Aufnahmeelement respektive der Einsatz des Aufnahmeelements als Gewindebuchse oder als Schraube gebildet sind. Insbesondere kann ein Einsatz als Gewindebuchse gebildet sein. Das Befestigungselement kann dann als Schraube gebildet sein. Dabei wird insbesondere bevorzugt, wenn die Gewindebuchse in das elektrisch isolierende Material des Aufnahmeelements eingelassen ist. Andererseits kann eine Hülse mit einem Außengewinde auf das Aufnahmeelement gestülpt sein. Das Aufnahmeelement des zweiten Verbindungsteils. ist komplementär zu dem Befestigungselement des ersten Verbindungsteils. According to one exemplary embodiment, it is proposed that the receiving element or the insert of the receiving element be formed as a threaded bush or as a screw. In particular, an insert can be formed as a threaded bush. The fastening element can then be formed as a screw. It is particularly preferred if the threaded bushing is let into the electrically insulating material of the receiving element. On the other hand, a sleeve with an external thread can be slipped onto the receiving element. The receiving element of the second connection part. is complementary to the fastening element of the first connection part.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass der Einsatz, insbesondere die Gewindebuchse aus einem elektrisch leitenden Material gebildet ist. Auch der Kragen ist bevorzugt aus einem elektrisch leitenden Material gebildet. Die Gewindebuchse hat an ihrer Stirnfläche und/oder an ihrer äußeren Mantelfläche eine
elektrisch isolierende Beschichtung. Auch kann die Stirnfläche des Aufnahmeelements zumindest teilweise aus einem isolierenden Material gebildet sein. According to one exemplary embodiment, it is proposed that the insert, in particular the threaded bushing, be formed from an electrically conductive material. The collar is also preferably formed from an electrically conductive material. The threaded bushing has a on its end face and/or on its outer lateral surface electrically insulating coating. The end face of the receiving element can also be formed at least partially from an insulating material.
Zwischen dem Aufnahmeelement und der inneren Mantelfläche des Schafts bilden sich eine Öffnung und ein Ringspalt. In diesen Ringspalt kann der Schaft des ersten Verbindungsteils eingeschoben werden. Ein Abstand zwischen der äußeren Mantelfläche des Schraubelements und einer stirnseitigen Innenkante des Schafts kann beispielsweise < 3mm sein, sodass ein Prüffinger nicht in Kontakt mit elektrisch leitenden Materialien, insbesondere der inneren Mantelfläche des Schafts gelangen kann. An opening and an annular gap are formed between the receiving element and the inner lateral surface of the shaft. The shaft of the first connecting part can be pushed into this annular gap. A distance between the outer lateral surface of the screw element and a front inner edge of the shank can be <3mm, for example, so that a test finger cannot come into contact with electrically conductive materials, in particular the inner lateral surface of the shank.
Ein weiterer Aspekt ist ein Berührschutzelement für einen Verbinder. Ein solches Berührschutzelement wurde umfassend im Zusammenhang mit dem Verbinder nach Anspruch 1 bis 20 beschrieben und hierauf wird vollständig Bezug genommen. Das Berührschutzelement weist bevorzugt einen Dom auf und ein in dem Dom axial geführtes Befestigungselement. Another aspect is a contact protection element for a connector. Such a contact protection element has been described comprehensively in connection with the connector according to claims 1 to 20 and reference is made to this in its entirety. The contact protection element preferably has a dome and a fastening element that is guided axially in the dome.
Das Befestigungselement hat ein sich radial erstreckenden Kopf und ein sich axial erstreckenden Bolzen. Der Kopf liegt zumindest an Teilen einer inneren Mantelfläche des Doms an. Zusätzlich ist die innere Mantelfläche des Doms entlang eines Schnittes in axialer Richtung profiliert. Insbesondere bilden sich Haltebereich, Übergangsbereich und Spreizbereich durch eine entsprechende Profilierung. Der Öffnungsquerschnitt des Doms kann abhängig von der Axialposition variieren. The fastener has a radially extending head and an axially extending stud. The head bears against at least parts of an inner lateral surface of the dome. In addition, the inner lateral surface of the mandrel is profiled along a section in the axial direction. In particular, the holding area, transition area and spreading area are formed by a corresponding profiling. The opening cross section of the dome can vary depending on the axial position.
Übergänge zwischen verschiedenen Radien des Öffnungsquerschnitts können - stufenlos sein, insbesondere durch konische oder bogenförmige Aufweitungen oder Verengungen an den radialen Versprüngen. Transitions between different radii of the opening cross section can be stepless, in particular due to conical or arcuate widening or narrowing at the radial projections.
Ein weiterer Aspekt ist ein Verbinder mit einem ersten Verbindungsteil nachAnother aspect is a connector with a first connection part according to
Anspruch 1 und einem zweiten Verbindungsteil nach Anspruch 21, wobei der Schaft des ersten Verbindungsteils in den Schaft des zweiten Verbindungsteils eingreift und das Befestigungselement des ersten Verbindungsteils durch die Durchgangsöffnung
des Schafts des ersten Verbindungsteils hindurch in Eingriff mit dem Aufnahmeelement des zweiten Verbindungsteils gebracht ist und in einem unverschraubten Zustand der Kopf im Haltebereich gehalten ist, in einem Übergangszustand zwischen dem unverschraubten Zustand und einem vollständig verschraubten Zustand der Kopf in dem Übergangsbereich ist und in dem vollständig verschraubten Zustand der Kopf in dem Spreizbereich ist und dadurch die Wand des Dom radial nach außen spreizt. Claim 1 and a second connector according to claim 21, wherein the shank of the first connector engages the shank of the second connector and the fastener of the first connector through the through hole of the shank of the first connector part is brought into engagement with the receiving element of the second connector part and in an unscrewed state the head is held in the holding region, in a transitional state between the unscrewed state and a fully screwed state the head is in the transition region and in which completely screwed state, the head is in the expansion area and thereby the wall of the dome expands radially outwards.
Gemäß eines Ausführungsbeispiels wird vorgeschlagen, dass der Schaft des ersten Verbindungsteils in den Schaft des zweiten Verbindungsteils axial zumindest teilweise im Bereich des elektrischen Leiters eingreift. Die miteinander zu verbindenden elektrischen Leiter können übereinander gelegt werden. In beiden elektrischen Leitern können Öffnungen, insbesondere Bohrungen zur Aufnahme des ersten respektive zweiten Verbindungsteils gebildet sein. Das erste Verbindungsteil wird durch die Öffnung eines ersten Leiters gesteckt und das zweite Verbindungsteil durch die Öffnung des zweiten Leiters gesteckt. Die Kragen der beiden Verbindungsteile können mit dem jeweiligen Leiter verbunden werden. Hierbei können die Kragen auf einander abgewandten Seiten der Leiter verbunden sein. Auch ist es möglich, dass das zweite Verbindurigsteil mit dem Kragen auf der dem Schaft abgewandten Seite mit einem Leiter verbunden ist. According to one exemplary embodiment, it is proposed that the shank of the first connecting part engages axially at least partially in the shank of the second connecting part in the area of the electrical conductor. The electrical conductors to be connected to one another can be laid one on top of the other. Openings, in particular bores, can be formed in both electrical conductors to accommodate the first or second connecting part. The first connector is inserted through the opening of a first conductor and the second connector is inserted through the opening of the second conductor. The collars of the two connecting parts can be connected to the respective conductor. In this case, the collars can be connected on opposite sides of the conductor. It is also possible for the second connecting part to be connected to the collar with a conductor on the side facing away from the shaft.
Anschließend kann ein Berührschutzelement auf das erste Verbindungsteil in der beschriebenen Art und Weise aufgesteckt werden. A contact protection element can then be plugged onto the first connecting part in the manner described.
Anschließend können die beiden Verbindungsteile ineinander gesteckt werden, wobei die Mantelflächen der Schäfte einander berühren und einen elektrischen Übergang bilden. The two connecting parts can then be plugged into one another, with the lateral surfaces of the shafts touching one another and forming an electrical transition.
Anders als im Stand der Technik, in dem ein elektrischer Übergang an den Stirnflächen der Kragen gebildet ist, wird hier ein elektrischer Übergang an der Mantelfläche der Schäfte vorgeschlagen.
Die sich berührende Mantelflächen liegen bevorzugt zumindest teilweise innerhalb der zu verbindenden Leiter, insbesondere innerhalb der Öffnungen in den Leitern, zumindest innerhalb der Öffnung eines der Leiter. Hierdurch wird eine enorme Platzersparnis realisiert, da der elektrische Übergang innerhalb der Öffnung zumindest eines Leiters erfolgt und somit eine erheblich geringere Aufbauhöhe realisiert werden kann als dies im Stand der Technik möglich ist. Da das Berührschutzelement nach dem Verbinden entfernt werden kann, trägt dieses im verbundenen Zustand ebenfalls nicht zur Aufbauhöhe bei. In contrast to the prior art, in which an electrical transition is formed on the end faces of the collars, an electrical transition on the lateral surface of the shafts is proposed here. The lateral surfaces that are in contact are preferably at least partially within the conductors to be connected, in particular within the openings in the conductors, at least within the opening of one of the conductors. This results in an enormous saving in space, since the electrical transition takes place within the opening of at least one conductor, and a considerably lower installation height can therefore be implemented than is possible in the prior art. Since the contact protection element can be removed after connection, it also does not add to the overall height when connected.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass eine axiale Erstreckung des Schafts des ersten Verbindungsteils und/oder des Schafts des zweiten Verbindungsteils kleiner ist als eine Materialstärke eines mit dem Kragen des ersten Verbindungsteils verbundenen elektrischen Leiters und/oder eine Materialstärke eines mit dem Kragen des zweiten Verbindungsteils verbundenen elektrischen Leiters. Dabei ist insbesondere eine Aufbauhöhe der beiden elektrischen Leiter zusammen geringer als eine axiale Erstreckung des Schafts des ersten Verbindungsteils und/oder des Schafts des zweiten Verbindungsteils. According to one exemplary embodiment, it is proposed that an axial extent of the shaft of the first connecting part and/or the shaft of the second connecting part be smaller than a material thickness of an electrical conductor connected to the collar of the first connecting part and/or a material thickness of an electrical conductor connected to the collar of the second connecting part connected electrical conductor. In this case, in particular, an overall height of the two electrical conductors together is less than an axial extension of the shank of the first connecting part and/or the shank of the second connecting part.
Ein weiterer Aspekt- ist ein Handhabungsgerät für ein Berührschutzelement mit Befestigungselement Das Handhabungsgerät hat eine Aufnahme für das Berührschutzelement und ein Drehelement für das Befestigungselement. Das Drehelement ist drehbar innerhalb der Aufnahme angeordnet. Ein Lagesensor ist vorgesehen, mit dem die axiale Position des Drehelements in der Aufnahme bestimmt werden kann. Durch den Sensor kann bestimmt werden, ab. das Drehelement das Befestigungselement ein/ausgedreht hat. Auch ist es möglich, dass das Befestigungselement und/oder das Aufnahmeelement verschieden gestaltet sein können, so dass jeweils ein erstes Paar aus Befestigungselement und/oder das Aufnahmeelement eine erste mechanische Gestaltung und ein zweites Paar aus Befestigungselement und/oder das Aufnahmeelement eine zweite mechanische Gestaltung hat, so dass beim Befestigen des Befestigungselement sich dieses je nach
mechanischer Gestaltung verschieden verhält. Dies kann z.B. bei einer Schraubverbindung die Gewindesteigung sein. Pro Umdrehung kann ein verschiedener axialer Verschiebeweg des Befestigungselements festgelegt sein. Der Sensor kann dann erfassen, welches Paar gerade mit dem Handhabungsgerät befestigt wurde. Dies kann z.B. dann relevant sein, wenn der Minus Pol und der Plus Pol eines Batteriemoduls in einer bestimmten Reihenfolge montiert/demontiert werden soll. Das Handhabungsgerät kann mit Hilfe des Sensors die Einhaltung dieser Reihenfolge überwachen und bei einer falschen Reihenfolge ein Fehlersignal ausgeben. A further aspect is a handling device for a contact protection element with a fastening element. The handling device has a receptacle for the contact protection element and a rotating element for the fastening element. The rotating element is rotatably arranged within the receptacle. A position sensor is provided with which the axial position of the rotating element in the receptacle can be determined. Through the sensor can be determined from. the rotary member has screwed/unscrewed the fastener. It is also possible that the fastening element and/or the receiving element can be designed differently, so that a first pair of fastening element and/or the receiving element has a first mechanical design and a second pair of fastening element and/or the receiving element has a second mechanical design has, so that when attaching the fastener this depending on mechanical design behaves differently. In the case of a screw connection, for example, this can be the thread pitch. A different axial displacement path of the fastening element can be defined per revolution. The sensor can then detect which pair has just been attached with the manipulator. This can be relevant, for example, if the minus pole and the plus pole of a battery module are to be assembled/disassembled in a specific order. With the help of the sensor, the handling device can monitor compliance with this sequence and output an error signal if the sequence is incorrect.
Das Drehelement ist für eine exakte Auswertung des axialen Verschiebewegs des Befestigungselements in axialer Richtung federnd in der Aufnahme gelagert. For an exact evaluation of the axial displacement path of the fastening element, the rotating element is resiliently mounted in the receptacle in the axial direction.
Auch kann ein Drehmomentsensor vorgesehen sein. Das Drehmoment, mit dem das Befestigungselement festgezogen wird, ist abhängig davon, ob das Befestigungselement in dem Berührschutzelement eingesetzt ist oder nicht In dem Berührschutzelement kommt es aufgrund der radialen Klemmung, wie oben beschrieben, im Haltebereich und im Spreizbereich zu einer Erhöhung des Drehmoments. Hierdurch erfolgt eine Überwachung, ob das Berührschutzelement vorhanden ist. A torque sensor can also be provided. The torque with which the fastening element is tightened depends on whether the fastening element is inserted in the touch protection element or not. In the touch protection element, the torque increases in the holding area and in the spreading area due to the radial clamping, as described above. This monitors whether the contact protection element is present.
Auch kann an dem Handhabungsgerät ein optischer Sensor vorgesehen sein. Dieser Sensor kann z.B. eine optische Kennung, z.B. ein Strichcode, ein QR Code oder eine Data Matrix einlesen. Diese Kennung kann z.B. eine Kennung eines Batteriemoduls sein. Damit kann mit dem Handhabungsgerät zunächst eine Kennung eines Batteriemoduls ausgelesen werden und anschließend können die Daten des Drehmomentsensors und/oder die Daten des Lagesensors diesem Batteriemodul zugeordnet werden. Dies macht es möglich, Montagedaten einem Batteriemodul zuzuordnen. An optical sensor can also be provided on the handling device. This sensor can, for example, read an optical identifier, e.g. a bar code, a QR code or a data matrix. This identifier can be an identifier for a battery module, for example. An identifier of a battery module can thus first be read out with the handling device and then the data from the torque sensor and/or the data from the position sensor can be assigned to this battery module. This makes it possible to associate assembly data with a battery module.
Auch kann an dem Handhabungsgerät ein Anwesenheitssensor vorgesehen sein, der erfasst, ob in der Aufnahme ein Berührschutzelement ist. Nur falls dies der Fall ist,
kann z.B. das Drehelement aktiviert werden. Dies stellt sicher, dass eine Montage /Demontage des Befestigungselements nur mit einem Berührschutzelement erfolgen kann. Bei einer Montage kann überprüft werde, ob das Berührschutzelement am Handhabungsgerät verblieben ist, nachdem dieses von der Schraube abgehoben wurde. Bei der Demontage kann überprüft werden, ob vor dem Losschrauben ein Berührschutzelement aufgesetzt wurde. A presence sensor can also be provided on the handling device, which detects whether there is a contact protection element in the receptacle. Only if this is the case For example, the rotary element can be activated. This ensures that the fastening element can only be assembled/disassembled with a contact protection element. During assembly, it can be checked whether the contact protection element has remained on the handling device after it has been lifted off the screw. During disassembly, it can be checked whether a contact protection element was attached before unscrewing.
Auch kann in oder an der Aufnahme eine Absaugung vorgesehen sein. Diese kann aktiviert werden, wenn einer der Sensoren feststellt, dass das Befestigungselement vollständig befestigt ist und das Berührschutzelement automatisch an/absaugen. A suction device can also be provided in or on the receptacle. This can be activated when one of the sensors detects that the fastening element is fully fastened and the contact protection element is automatically sucked on/off.
Nachfolgend wird der Gegenstand anhand einer Ausführungsbeispiele zeigenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen: The object is explained in more detail below with reference to a drawing showing exemplary embodiments. Show in the drawing:
Fig. la eine Explosionsdarstellung eines gegenständlichen Verbinders nach einem Ausführungsbeispiel; 1a is an exploded view of a subject connector according to one embodiment;
Fig. 1b die Ansicht nach Fig. la mit ineinander gesteckten Verbindungsteilen; FIG. 1b shows the view according to FIG. 1a with connecting parts plugged into one another;
Fig. 1c die Ansicht nach Fig. 1b mit verrastetem Berührschutzelement FIG. 1c shows the view according to FIG. 1b with the contact protection element latched
Fig. Id die Ansicht nach Fig. 1c mit entferntem Berührschutzelement; FIG. 1d shows the view according to FIG. 1c with the contact protection element removed;
Fig. 2a ein Längsschnitt durch einen Verbinder nach Fig. la; FIG. 2a shows a longitudinal section through a connector according to FIG. 1a;
Fig. 2b ein Längsschnitt durch einen Verbinder nach Fig. lc in nicht verschraubtem Zustand; FIG. 2b shows a longitudinal section through a connector according to FIG. 1c in the unscrewed state;
Fig. 2c ein Längsschnitt durch einen Verbinder nach Fig. lc in teilweise verschraubtem Zustand;
Fig. 2d ein Längsschnitt durch einen Verbinder nach Fig. 1c in vollständig verschraubtem Zustand; FIG. 2c shows a longitudinal section through a connector according to FIG. 1c in a partially screwed condition; FIG. 2d shows a longitudinal section through a connector according to FIG. 1c in the completely screwed-in state;
Fig. 2e ein Längsschnitt durch einen Verbinder nach Fig. Id; FIG. 2e shows a longitudinal section through a connector according to FIG. 1d;
Fig. 3 eine Variante eines Verbinders nach Fig. 2d; Fig. 3 shows a variant of a connector according to Fig. 2d;
Fig. 4a, b Ansichten eines Befestigungselements; 4a, b views of a fastening element;
Fig. 5a eine Ansicht einer Buchse eines ersten Verbindungsteils; Fig. 5a is a view of a socket of a first connector;
Fig. 5b eine Ansicht einer umspritzten Buchse gemäß Fig. 5a; FIG. 5b shows a view of an overmolded bushing according to FIG. 5a;
Fig. 5c eine Schnittansicht der Buchse gemäß Fig. 5a; Fig. 5c is a sectional view of the bushing according to Fig. 5a;
Fig. 5d eine Schnittansicht einer umspritzten Buchse gemäß Fig. 5b; FIG. 5d shows a sectional view of an overmolded bushing according to FIG. 5b;
Fig. 6a eine Ansicht einer Buchse eines zweiten Verbindungsteils; Fig. 6a is a view of a socket of a second connector;
Fig. 6b eine Ansicht einer umspritzten Buchse gemäß Fig. 6a; FIG. 6b shows a view of an overmolded bushing according to FIG. 6a;
Fig. 6c eine Schnittansicht der Buchse gemäß Fig. 6a; FIG. 6c is a sectional view of the bushing according to FIG. 6a;
Fig. 6d eine Schnittansicht einer umspritzten Buchse gemäß Fig. 6b; FIG. 6d shows a sectional view of an overmolded bushing according to FIG. 6b;
Fig. 6e eine Schnittansicht einer umspritzten Buchse in einer Variante zu Fig. 6d; FIG. 6e shows a sectional view of an overmolded bushing in a variant of FIG. 6d;
Fig. 7 ein Ausführungsbeispiel mit nur einem ersten Verbindungsteil, einem Berührschutzelement und einer unmittelbaren Anbindung an eine Leitung;
Fig. 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit nur einem ersten Verbindungsteil, einem Berührschutzelement und einer unmittelbaren Anbindung an eine Leitung; 7 shows an exemplary embodiment with only a first connection part, a contact protection element and a direct connection to a line; 8 shows a further exemplary embodiment with only a first connection part, a contact protection element and a direct connection to a line;
Fig. 9 ein Ausführungsbeispiel mit eines ersten Verbindungsteil mit einer seitlich befestigten Leitung, insbesondere einer Rundleitung; 9 shows an embodiment with a first connecting part with a laterally fastened line, in particular a round line;
Fig. 10 eine schematische Ansicht einer Verschaltung von Batteriemodulen. 10 shows a schematic view of an interconnection of battery modules.
Fig. 11 ein Längsschnitt durch einen Verbinder in der Art der Fig. 2a; Figure 11 is a longitudinal section through a connector of the type shown in Figure 2a;
Fig. la zeigt die Verbindung zwischen einem ersten elektrischen Leiter 2 und einem zweiten elektrischen Leiter 4 unter Verwendung-eines ersten Verbindungsteils 6 und eines zweiten Verbindungsteils 8 sowie einem Berührschutzelement 10 und ein Befestigungselements 12. Hinsichtlich des Befestigungselements 12 sei angemerkt, dass hierbei das Befestigungselement 12 als Schraube dargestellt ist, welche mit einer Gewindehülse interagiert. Es ist jedoch im Rahmen des Üblichen, dass Befestigungselement 12 z.B. als Gewindehülse auszugestalten, die mit einer Schraube am zweiten Verbindungsteil interagiert. Das Befestigungselement 12 ist nachfolgend als Schraubelement 12 beschrieben, umfasst sind natürlich auch alle anderen denkbaren und insbesondere oben beschriebenen Befestigungselemente. Fig. la shows the connection between a first electrical conductor 2 and a second electrical conductor 4 using a first connecting part 6 and a second connecting part 8 and a contact protection element 10 and a fastening element 12. With regard to the fastening element 12, it should be noted that the fastening element 12 is shown as a screw interacting with a threaded sleeve. However, it is customary for the fastening element 12 to be designed, for example, as a threaded sleeve which interacts with a screw on the second connection part. The fastening element 12 is described in the following as a screw element 12, which of course also includes all other conceivable fastening elements, in particular those described above.
Zu erkennen ist, dass das erste Verbindungsteil 6 durch eine Öffnung des ersten Leiters 2 gesteckt ist und das zweite Verbindungsteil 8 durch eine Öffnung des zweiten Leiters 4. Die Öffnungen sind insbesondere in abisolierten Bereichen der Leiter 2, 4 vorgesehen. Im unverbundenen Zustand kann das Berührschutzelement 10 in Richtung 14 auf das erste Verbindungsteil 6 aufgesteckt werden. Das Schraubelement 12 wird in Richtung 16 in das Berührschutzelement 10 eingesteckt. Die Baugruppe aus erstem Verbindungsteil 6, Berührschutzelement 10 und
Schraubelement 12 wird in Richtung 18 auf den zweiten Leiter mithin das zweiteIt can be seen that the first connecting part 6 is inserted through an opening in the first conductor 2 and the second connecting part 8 through an opening in the second conductor 4. The openings are provided in particular in stripped regions of the conductors 2, 4. In the unconnected state, the contact protection element 10 can be plugged onto the first connecting part 6 in direction 14 . The screw element 12 is inserted into the contact protection element 10 in the direction 16 . The assembly of the first connecting part 6, contact protection element 10 and Screw element 12 is thus the second in direction 18 on the second conductor
Verbindungsteil 8 aufgesteckt. Connecting part 8 attached.
Fig. 1b zeigt wie die Leiter 2, 4 einander überlappend übereinander gelegt sind. Die Verbindungsteile 6, 8 sind durch die Leiter 2, 4 hindurch gesteckt und mit ihren Schäften ineinander gesteckt. Neben einer sukzessiven Montage kann auch das Berührschutzelement 10 samt Schraubelement 12 und Leiter 2 auf das erste Verbindungsteil 6 wie nachfolgend noch beschrieben werden wird, aufgesteckt und dort verrastet werden. Fig. 1b shows how the conductors 2, 4 are laid one on top of the other, overlapping one another. The connecting parts 6, 8 are inserted through the conductors 2, 4 and plugged into one another with their shafts. In addition to a gradual assembly, the contact protection element 10 together with the screw element 12 and conductor 2 can also be plugged onto the first connecting part 6, as will be described below, and latched there.
Anschließend erfolgt, wie in der Fig. 1c gezeigt, ein Verschrauben des Schraubelements 12 soweit in das zweite Verbindungsteil 8, bis, wie in der Fig. Id gezeigt, das Berührschutzelement 10 in Richtung 20 von dem ersten Verbindungsteil 6 abgelöst werden kann. Dies erfolgt durch Spreizung des Berührschutzelements 10 wie nachfolgend noch beschrieben werden wird. Das Berührschutzelement 10 kann in Richtung 20 von dem ersten Verbindungsteil 6 werkzeuglos entfernt werden. Subsequently, as shown in FIG. 1c, the screw element 12 is screwed into the second connecting part 8 until, as shown in FIG. This is done by spreading the contact protection element 10 as will be described below. The contact protection element 10 can be removed in direction 20 from the first connecting part 6 without tools.
Das Schraubelement 12 ist auf der Oberseite elektrisch isolierend beschichtet, sodass das erste Verbindungsteil 6 und das Schraubelement 12 keinerlei elektrische Kontaktfläche auf der Oberseite haben und somit einen nahezu vollständigen Berührschutz, insbesondere IPXXC oder IPXXD nach DIN EN 60529 gewährleistet. Im in Fig. Id gezeigten Zustand kann das Schraubelement 12 spannungsführend sein, insbesondere durch seinen Kontakt über das erste Verbindungsteil 6 mit dem Leiter 2. Da das Berührschutzelement 10 entfernt ist, erfolgt ein Berührschutz über die isolierende Beschichtung des Schraubelements 12 auf seiner dem Leiter 2 abgewandten Oberfläche. The screw element 12 has an electrically insulating coating on the upper side, so that the first connecting part 6 and the screw element 12 have no electrical contact surface on the upper side and thus almost complete protection against accidental contact, in particular IPXXC or IPXXD according to DIN EN 60529, is guaranteed. In the state shown in Fig. Id, the screw element 12 can be live, in particular due to its contact via the first connecting part 6 with the conductor 2. Since the contact protection element 10 has been removed, contact protection is provided by the insulating coating of the screw element 12 on its conductor 2 facing away surface.
In den Figs, la-d ist auch zu erkennen, dass innerhalb der Schlitze 30 Stege 31 vorgesehen sind. Die Stege 31 verbinden die Segmente des Doms 10 miteinander. Die Stege 31 dienen als Verbinder und/oder als Anlenkpunkt für ein radiales Verschwenken der Wandung des Doms 10. Hierbei können die Wandung des Doms 10
im Haltebereich und die Wandung des Doms 10 im Spreizbereich gegeneinander in radialer Richtung geschwenkt werden, was eine Spreizung wie beschrieben erleichtert und andererseits eine Fixierung des Doms 10 an dem Verbindungselement 6 verbessert, wie zuvor beschrieben. It can also be seen in FIGS. 1a-d that webs 31 are provided within the slots 30 . The webs 31 connect the segments of the dome 10 to one another. The webs 31 serve as a connector and/or as an articulation point for a radial pivoting of the wall of the dome 10. The wall of the dome 10 in the holding area and the wall of the dome 10 in the expansion area are pivoted against each other in the radial direction, which facilitates expansion as described and on the other hand improves fixing of the dome 10 to the connecting element 6, as previously described.
Im Einzelnen zeigt die Fig. 2a ein Schraubelement 12. Das Schraubelement 12 hat einen Köpf 12a und einen Bolzen 12b. Der Kopf 12a hat eine umlaufende, vorzugsweise zylinderförmige Mantelfläche. Der Bolzen 12b erstreckt sich in einer axialen Richtung 22 vom Kopf 12a weg. In detail, FIG. 2a shows a screw element 12. The screw element 12 has a head 12a and a bolt 12b. The head 12a has a peripheral, preferably cylindrical lateral surface. The bolt 12b extends in an axial direction 22 away from the head 12a.
Fig. 4a zeigt das Schraubelement 12 in Alleinstellung. Zu erkennen ist, dass am Kopf 12a auf der dem Bolzen 12b abgewandten Seite ein Werkzeugeingriff 12c vorgesehen ist. Dieser kann ein Innensechskant sein. Auch ein Torx oder Außensechskant oder Achtkant oder Kreuzschlitz oder Schlitz kann vorgesehen sein. Die dem Schaft 12a abgewandte Oberfläche des Kopfes 12a kann isolierend beschichtet sein. 4a shows the screw element 12 on its own. It can be seen that a tool engagement 12c is provided on the head 12a on the side facing away from the bolt 12b. This can be a hexagon socket. A torx or external hexagon or octagon or Phillips or slot can also be provided. The surface of the head 12a facing away from the shaft 12a can have an insulating coating.
Fig. 4b zeigt einen Längsschnitt durch das Schraubelement 12. Zu erkennen ist, dass der Kopf 12a einen einstückig mit dem Bolzen 12b gebildeten Kern aufweist. Dieser Kern des Kopfes 12a ist auf dem Bolzen 12b abgewandten Seite mit einer isolierenden Beschichtung 12d beschichtet. Die Form der Werkzeugaufnahme 12c kann bereits im Kern des Kopfes 12a geformt sein oder durch die isolierende Beschichtung 12d geformt werden. An den Kern des Kopfes 12a kann die Isolation 12d angespritzt werden. 4b shows a longitudinal section through the screw element 12. It can be seen that the head 12a has a core formed in one piece with the bolt 12b. This core of the head 12a is coated with an insulating coating 12d on the side facing away from the bolt 12b. The shape of the tool socket 12c can already be formed in the core of the head 12a or can be formed by the insulating coating 12d. The insulation 12d can be molded onto the core of the head 12a.
Ein derartig geformtes Schraubelement 12 wird, wie in der Fig. 2a gezeigt, in axialer Richtung 22 in ein Berührschutzelement 10 eingesetzt. A screw element 12 shaped in this way is inserted into a contact protection element 10 in the axial direction 22, as shown in FIG. 2a.
Das Berührschutzelement 10 weist einen Dom 10a auf. Der Dorn 10a hat eine obere Stirnseite 10b sowie eine untere Stirnseite 10c. Die obere Stirnseite 10b und untere Stirnseite 10c sind in axialer Richtung 22 einander gegenüberliegend. Durch den Dom 10a hindurch erstreckt sich eine Durchgangsöffnung. Die' Durchgangsöffnung ist durch
die Wandung des Doms 10a begrenzt und hat eine innere Mantelfläche 10d. Wie zu erkennen ist, ist in einem Längsschnitt entlang der axialen Richtung 22 die innere Mantelfläche 10d profiliert. The contact protection element 10 has a dome 10a. The mandrel 10a has an upper face 10b and a lower face 10c. The upper end face 10b and lower end face 10c are opposite one another in the axial direction 22 . A through opening extends through the dome 10a. The 'through-opening is through the wall of the dome 10a limits and has an inner lateral surface 10d. As can be seen, the inner lateral surface 10d is profiled in a longitudinal section along the axial direction 22 .
Die Durchgangsöffnung hat einen sich zur oberen Stirnseite 10b hin aufweitenden Öffnungsquerschnitt. Der Öffnungsquerschnitt ist an der oberen Stirnseite 10b größer als der Querschnitt des Kopfes 12a. Das Schraubelement 12 kann mit dem Bolzen 12b und dem Kopf 12a in die Durchgangsöffnung eingeschoben werden. The passage opening has an opening cross section that widens toward the upper end face 10b. The opening cross section is larger at the upper end face 10b than the cross section of the head 12a. The screw element 12 can be pushed into the through-opening with the bolt 12b and the head 12a.
In axialer Richtung 22 verjüngt sich der Öffnungsquerschnitt ausgehend von der oberen Stirnseite bevorzugt derart, dass er in einem Abstand zur oberen Stirnseite 10b kleiner ist als der Querschnitt des Kopfes 12a. In the axial direction 22, the opening cross section tapers, starting from the upper end face, preferably in such a way that at a distance from the upper end face 10b it is smaller than the cross section of the head 12a.
In axialer Richtung hieran anschließend ist im Öffnungsquerschnitt ein radialer nach außen weisender Versprung 10e vorgesehen. An diesem radialen Versprung 10e weitet sich der Öffnungsquerschnitt radial nach außen. Das Schraubelement 12 kann mit dem Kopf 12a bis über den radialen Versprung 10e in axialer Richtung 22 in die Durchgangsöffnung des Doms 10a hineingeschoben werden. Diese Position ist in der Fig. 2b gezeigt. Der radiale Versprung 10e bildet einen Anschlag für den Kopf 12a. Adjoining this in the axial direction, a radially outwardly pointing projection 10e is provided in the opening cross section. At this radial projection 10e, the opening cross section widens radially outwards. The screw element 12 can be pushed with the head 12a past the radial projection 10e in the axial direction 22 into the through-opening of the dome 10a. This position is shown in Figure 2b. The radial projection 10e forms a stop for the head 12a.
Der Kopf 12a ist im Haltebereich 24 gehalten. Der Öffnungsquerschnitt Im Haltebereich 24 ist gleich oder kleiner dem Querschnitt des Kopfes 12a, sodass' dieser im Reibschluss im Haltebereich 24 gehalten wird. Diese Position ist in der Fig. 2b gezeigt. Der Dom 10a übt eine Kraft in radialer Richtung 27 wie in der Fig. 2b gezeigt auf den Kopf 12a. des Schraubelements 12 aus und das Schraubelement 12 wird in der gezeigten Position gehalten. The head 12a is held in the holding area 24 . The opening cross-section in the holding area 24 is equal to or smaller than the cross-section of the head 12a, so that it is held in the holding area 24 with a friction fit. This position is shown in Figure 2b. The dome 10a exerts a force in the radial direction 27 as shown in FIG. 2b on the head 12a. of the screw element 12 and the screw element 12 is held in the position shown.
In axialer Richtung 22 anschließend an den Haltebereich 24 ist der Übergangsbereich 26. In dem Übergangsbereich 26 kann das Schraubelement 12 in axialer Richtung 22 wie in der Fig. 2c gezeigt frei bewegt werden.
Wird das Schraubelement 12 in axialer Richtung 22 in den Übergangsbereich 26 bewegt, so kommt der Bolzen 12b, wie in der Fig. 2c gezeigt ist, in Eingriff mit dem zweiten Verbindungsteil 8 und kann mit diesem verschraubt werden. Bei einer Verschraubung wird das Schraubelement 12 mithin der Kopf 12a in axialer Richtung 22 weiter in der Durchgangsöffnung des Doms 10a bewegt. Der Kopf 12a kommt dann in den Spreizbereich 28. In the axial direction 22 adjoining the holding area 24 is the transition area 26. In the transition area 26, the screw element 12 can be moved freely in the axial direction 22, as shown in FIG. 2c. If the screw element 12 is moved in the axial direction 22 into the transition region 26, the bolt 12b, as shown in FIG. 2c, engages with the second connecting part 8 and can be screwed to it. When screwing, the screw element 12, the head 12a is thus moved further in the axial direction 22 in the passage opening of the dome 10a. The head 12a then comes into the expansion area 28.
In dem Spreizbereich 28 ist ein radial nach innen weisender Vorsprung 28a an der inneren Mantelfläche 10d vorgesehen. Der Vorsprung 28a kann umlaufend sein, bevorzugt jedoch unterbrochen durch Schlitze 30. Die Schlitze 30 erstrecken sich inIn the expansion area 28, a projection 28a pointing radially inward is provided on the inner lateral surface 10d. The projection 28a can be circumferential, but is preferably interrupted by slots 30. The slots 30 extend in
Spreizbereich 28 und im Bereich oberen Stirnseite 10' um dort jeweils eine Spreizung der Wand des Doms 10a zu begünstigen. Die Schlitze 30 können sich in axialer Richtung entlang des Doms 10a erstrecken, bevorzugt vollständig entlang der Längsachse des Doms. Die durch die Schlitze 30 voneinander getrennten Segmente des Doms 10a können durch Stege 31 miteinander verbunden sein. Die Stege 31 sind bevorzugt im Übergangsbereich 26. Das Berührschützelement 10 ist einstückig gebildet. Spreading area 28 and in the area of the upper end face 10' in order to promote a spreading of the wall of the dome 10a there. The slots 30 can extend in the axial direction along the mandrel 10a, preferably completely along the longitudinal axis of the mandrel. The segments of the dome 10a separated from one another by the slots 30 can be connected to one another by webs 31. The webs 31 are preferably in the transition area 26. The contact protection element 10 is formed in one piece.
Die Schlitze 30 bewirken, dass beim Einstecken des Schraubelements 12 der Kopf 12a über den radialen Vorsprung 10e gleiten kann und die Mantelfläche radial nach außen elastisch verformt wird, sodass der Kopf 12a hinter dem radialen Vorsprung 10e verrastet. Bei einer weiteren Bewegung des Kopfes 12a in radialer Richtung 22 kommt dieser in Kontakt mit dem Vorsprung 28a. Durch die Schlitze 30 lässt sich der Dom 10a auch im Spreizbereich 28 radial nach außen elastisch verformen. Die Mantelfläche des Kopfes 12a drückt radial nach außen gegen die innere Mantelfläche 10d des Doms 10a. Hierdurch spreizt dieser wie in der Fig. 2d gezeigt radial nach außen auf. The slots 30 have the effect that when the screw element 12 is inserted, the head 12a can slide over the radial projection 10e and the lateral surface is elastically deformed radially outwards, so that the head 12a latches behind the radial projection 10e. With a further movement of the head 12a in the radial direction 22, it comes into contact with the projection 28a. Due to the slots 30, the dome 10a can also be elastically deformed radially outwards in the expansion area 28. The lateral surface of the head 12a presses radially outwards against the inner lateral surface 10d of the mandrel 10a. This spreads radially outward as shown in FIG. 2d.
Durch die Bewegung des Schraubelements 12 in axialer Richtung 22 wird der Dom 10a aufgrund der profilierten inneren Mantelfläche 10d gespreizt.
Die Durchgangsöffnung weitet sich ausgehend von dem Vorsprung 28a hin zur unteren Stirnfläche 10c wieder auf. Die Durchgangsöffnung an der unteren Stirnfläche 10c ist gleich oder größer als der Querschnitt des Kopfes 12a. Dies erleichtert das Aufstecken des Berührschutzelements 10 auf ein verschraubtes Schraubelement 12, wenn es entgegen Richtung 20 gemäß Fig. Id auf das erste Verriegelungselement 6 aufgesteckt werden soll. Due to the movement of the screw element 12 in the axial direction 22, the dome 10a is spread due to the profiled inner lateral surface 10d. Starting from the projection 28a, the through-opening widens again towards the lower end face 10c. The through hole at the lower end face 10c is equal to or larger than the cross section of the head 12a. This makes it easier to attach the contact protection element 10 to a screwed screw element 12 if it is to be attached to the first locking element 6 in the opposite direction 20 according to FIG.
An der unteren Stirnfläche 10c hat das Berührschutzelement 10 einen Flansch 10f. Auf der Stirnseite des Flansches 10f ist ein Verriegelungselement 32 vorgesehen. Das Verriegelungselement 32 hat radial nach innen weisende Hinterschnitte, sowie einen sich zur unteren Stirnfläche 10c hin öffnenden Spalt Durch diesen Spalt kann das Verriegelungselement 32 mit einem hierzu korrespondierenden Verriegelungselements des ersten Verbindungsteils 6, welches nachfolgend beschrieben werden wird, verrasten. The contact protection element 10 has a flange 10f on the lower end face 10c. A locking element 32 is provided on the end face of the flange 10f. The locking element 32 has radially inwardly pointing undercuts and a gap opening towards the lower end face 10c. Through this gap, the locking element 32 can latch with a corresponding locking element of the first connecting part 6, which will be described below.
Die radiale Ausdehnung 32a des Hinterschnitts ist bevorzugt geringer als die radiale Ausdehnung 34 des Vorsprungs 28a. Hierdurch wird erreicht, dass beim Spreizen derHinterschnitt vollständig vom dem ersten Verbindungsteil 6 bzw. dessen Verriegelungselement, wie in. der Fig. 2e gezeigt, gelöst wird. The radial extent 32a of the undercut is preferably less than the radial extent 34 of the projection 28a. As a result, the undercut is completely detached from the first connecting part 6 or its locking element, as shown in FIG. 2e, during expansion.
Das Berührschutzelement 10 bietet somit einen Berührschutz beim Verschrauben des Schraubelements 12 in die Verbindungsteile 6, 8. Insbesondere während der Bolzen 12b in elektrischem Kontakt mit spannungsführenden Teilen gelangen könnte, schützt das Berührschutzelement 10 sowie die Isolation 12d den Anwender vor ungewolltem. Kontakt mit spannungsführenden Teilen. Nachdem das Schraubelement 12 vollständig verschraubt wurde, kann das Berührschutzelement 10, wie in der Fig. 2e gezeigt, entfernt werden. -Ein elektrischer Kontakt mit spannungsführenden Teilen ist selbst dann unmöglich, da das Schraubelement an seinem Kopf 12a isolierend beschichtet ist.
Für die Herstellung eines elektrischen Kontakts ist das erste Verbindungsteil 6 mit einer Buchse 36 umfassend einen Kragen 36a und einen Schaft 36b geformt. Die Buchse 36 ist einstückig geformt und insbesondere aus einem elektrisch leitenden Material gebildet. The contact protection element 10 thus offers contact protection when screwing the screw element 12 into the connecting parts 6, 8. In particular, while the bolt 12b could come into electrical contact with live parts, the contact protection element 10 and the insulation 12d protect the user from unwanted. Contact with live parts. After the screw element 12 has been screwed completely, the contact protection element 10 can be removed, as shown in FIG. 2e. -Electric contact with live parts is impossible even then, since the screw element has an insulating coating on its head 12a. For making an electrical contact, the first connector part 6 is formed with a socket 36 comprising a collar 36a and a shank 36b. The bushing 36 is formed in one piece and is formed in particular from an electrically conductive material.
Die Buchse 36 aus dem elektrisch leitenden Material ist in den Fig. 5a und c näher dargestellt. Der Kragen 36a erstreckt sich radial nach außen. Der Schaft 36b erstreckt sich in der radialen Richtung 22 vom Kragen 36a weg. Auf der dem Schaft 36b zugewandten Seite des Kragens 36a hat dieser eine Kontaktfläche 36c. Die Kontaktfläche 36c ist flanschartig geformt. Ferner hat der Kragen 36a einen Falz 36d. The bushing 36 made of the electrically conductive material is shown in more detail in FIGS. 5a and c. The collar 36a extends radially outward. The shank 36b extends in the radial direction 22 away from the collar 36a. On the side of the collar 36a facing the shaft 36b, the latter has a contact surface 36c. The contact surface 36c is formed like a flange. Furthermore, the collar 36a has a fold 36d.
Wie in der Fig. 2a zu erkennen ist, dient der Falz 36d dazu, die Isolation am Leiter 2 zu überdecken. Der Falz 36d ist auch eine Hilfe zum Umspritzen. Er bildet eine gut nutzbare Dichtfläche im Spritzwerkzeug. As can be seen in FIG. 2a, the fold 36d serves to cover the insulation on the conductor 2. The fold 36d is also an aid to overmolding. It forms an easily usable sealing surface in the injection molding tool.
Der Schaft 36b verjüngt sich an seiner äußeren Mantelfläche 38 bevorzugt kegelstumpfförmig. Die Buchse 36 hat eine Durchgangsöffnung 40. Die Durchgangsöffnung 40 erstreckt sich mit einem ersten Öffnungsquerschnitt entlang des Kragens 36a. In einem Übergangsbereich zwischen dem Kragen 36a und dem Schaft 36b vergrößert sich der Öffnungsquerschnitt der Durchgangsöffnung 40. The shank 36b tapers on its outer lateral surface 38, preferably in the shape of a truncated cone. The bushing 36 has a through opening 40. The through opening 40 extends with a first opening cross section along the collar 36a. In a transition area between the collar 36a and the shank 36b, the opening cross-section of the through-opening 40 increases.
Da die Buchse 36 mit dem Leiter 2 reibversch weißt werden soll, hat die Buchse 36 auf einer Oberseite eine Nut 42 zur Drehmomentaufnahme. Die Nut 42 kann mehreckig, insbesondere sechseckig sein. Since the bushing 36 is to be frictionally welded to the conductor 2, the bushing 36 has a groove 42 on an upper side for absorbing torque. The groove 42 can be polygonal, in particular hexagonal.
In der Buchse 36 sind Schlitze 44 vorgesehen, um Isolationsmaterial an die relevanten Oberflächen der Buchse 36 zu bringen. In einem Spritzgussprozess wird die Buchse 36 als Einsatz in eine Spritzgussform eingelegt und entsprechend der Fig. 5b, 5d umspritzt. Hierbei bildet sich entlang der inneren Mantelfläche der Durchgangsöffnung 40 eine isolierende Beschichtung 46a. Darüber hinaus ist der
Kragen 36a mit einer isolierenden Beschichtung 46b auf der dem Schaft 36b abgewandten Seite beschichtet Slots 44 are provided in the bushing 36 to bring insulation material to the relevant surfaces of the bushing 36 . In an injection molding process, the bushing 36 is placed as an insert in an injection mold and overmoulded according to FIGS. 5b, 5d. In this way, an insulating coating 46a is formed along the inner lateral surface of the through-opening 40 . In addition, the Collar 36a coated with an insulating coating 46b on the side facing away from the shaft 36b
In diesem Bereich ist ein Verrieglungselement 48 vorgesehen. Das Verriegelungselement 48 ist einstückig aus dem Beschichtungsmaterial gebildet. DasA locking element 48 is provided in this area. The locking element 48 is formed in one piece from the coating material. That
Verriegelungselement 48 an einen um wesentlichen um die Durchgangsöffnung 40 umlaufenden, vom Kragen 36a in axialer Richtung abstehenden Steg. An dem Steg ist ein radial nach -außen weisender Hinterschnitt vorgesehen, um mit dem Verriegelungselement 30 (nicht gezeigt) zu verrasten. Locking element 48 on a web which essentially runs around the through-opening 40 and protrudes from the collar 36a in the axial direction. An undercut pointing radially outward is provided on the web in order to latch with the locking element 30 (not shown).
Den Schaft 36b umlaufend umschließend kann eine Manschette 50 vorgesehen sein. Die Manschette 50 ist einstückig aus dem Beschichtungsmaterial gebildet Die Manschette 50 bildet mit der äußeren Mantelfläche 38 einen Ringraum. An der Stirnseite ist ein Öffnungsspalt zwischen der äußeren Mantelfläche 38 und der Manschette 50 kleiner als ein Prüffingerfinger 82 gemäß IPXXB oder insbesondere nach dem Fügen der Verbindungsteile IPXXC nach DIN EN 60529, sodass ein Berührschutz gegeben ist Der Schaft 36b ist stirnseitig mit der Isolation 46a beschichtet. Durch die Schlitze 44 kann während des Spritzgusses in einem einzigen Arbeitsgang die Isolation 46a, 46b als auch die Manschette 50 und der Steg an die Buchse 36 angespritzt werden. Das so geformte erste Verbindungsteil 6 ist in der Fig. 5b in einer Ansicht dargestellt. Die Verrieglungselemente 48 sind erkennbar. A cuff 50 can be provided so as to enclose the shaft 36b. The cuff 50 is formed in one piece from the coating material. The cuff 50 forms an annular space with the outer lateral surface 38 . On the front side, an opening gap between the outer lateral surface 38 and the sleeve 50 is smaller than a test finger finger 82 according to IPXXB or, in particular, after joining the connecting parts IPXXC according to DIN EN 60529, so that there is protection against accidental contact. The shaft 36b is coated on the front side with the insulation 46a . Through the slots 44, the insulation 46a, 46b as well as the sleeve 50 and the web can be molded onto the bushing 36 in a single operation during the injection molding process. The first connecting part 6 formed in this way is shown in a view in FIG. 5b. The locking elements 48 can be seen.
Dieses erste Verbindungsteil 6 kann mittels Reibschweißen auf einen Leiter 2 aufgeschweißt werden. Es bildet sich eine Schweißnaht 51, wie in den Fig. 2a-e zu erkennen ist. Diese Schweißnaht 51 ist insbesondere durch einen sich axial an derThis first connection part 6 can be welded onto a conductor 2 by means of friction welding. A weld seam 51 is formed, as can be seen in FIGS. 2a-e. This weld 51 is in particular by an axially at the
Kontaktfläche 36 vorzugsweise umlaufend erstreckenden Vorsprung 36d, wie er in Fig. 5c, d gezeigt ist, begünstigt. Der Anpressdruck ist durch die verkleinerte Oberfläche an dem Vorsprung 36d erhöht, sodass ein sofortiges Aufschmelzen der Materialen im Falle eines Reibverschweißens gewährleistet ist. Auch ein Widerstandsschweißen oder ein Löten als auch ein Laserschweißen ist möglich.
Wie in den Fig. 2a-e zu erkennen ist, liegt das erste Verbindungsteil 6 stoffschlüssig verbunden an dem Leiter 2 an. Durch die Umspritzung des Kragens 36a auf der dem Schaft 36b abgewandten Seite ist auf der Oberseite in einem Bereich der nicht vom Berührschutzelement 10 oder im verschraubten Zustand vom Kopf 12a abgedeckten Bereich ein Berührschutz gegeben. An der unteren Stirnseite 10c ist der Ringspalt zwischen der 'Manschette 50 und der äußeren Mantelfläche 38 so klein, dass ebenfalls ein Berührschutz gegeben ist. Contact surface 36 preferably circumferentially extending projection 36d, as shown in Fig. 5c, d is favored. The contact pressure is increased by the reduced surface area on the projection 36d, so that immediate melting of the materials is ensured in the event of friction welding. Resistance welding or soldering as well as laser welding is also possible. As can be seen in FIGS. 2a-e, the first connecting part 6 is connected to the conductor 2 in a materially bonded manner. By overmoulding the collar 36a on the side facing away from the shaft 36b, protection against contact is provided on the upper side in a region that is not covered by the contact protection element 10 or by the head 12a in the screwed state. On the lower end face 10c, the annular gap between the collar 50 and the outer lateral surface 38 is so small that there is also protection against accidental contact.
Schließlich kann ein zweites Verbindungsteil 8 vorgesehen sein. Auch dieses zweite Verbindungsteil 8 hat eine Buchse 52 mit einem Kragen 52a und einem Schaft 52b. Die Buchse ist in den Figs. 6a und c gezeigt. Zu erkennen ist, dass die Buchse 52 eine sich in axiale Richtung erstreckenden Schaft 52b sowie einen umlaufenden Kragen 52a aufweist. Die Buchse 52 ist aus einem leitenden Material, insbesondere dem gleichen Material wie die Buchse 36 gebildet. Der Kragen 52a ist komplementär zu dem Kragen 36a geformt, sodass auf die dortige Beschreibung verwiesen wird. Finally, a second connecting part 8 can be provided. This second connection part 8 also has a socket 52 with a collar 52a and a shaft 52b. The socket is shown in Figs. 6a and c shown. It can be seen that the bushing 52 has a shaft 52b extending in the axial direction and a circumferential collar 52a. The socket 52 is made of a conductive material, in particular the same material as the socket 36 is formed. The collar 52a is shaped to complement the collar 36a, so that reference is made to the description there.
Der Schaft 52b hat einen innere Mantelfläche 54, die sich ausgehend von dem Kragen 52a in axiale Richtung 22 aufweitet. Das heißt, der Öffnungsquerschnitt des Schafts 52b weitet sich vom Kragen 52a wegweisend auf. Der Kragen 52a ist komplementär zum Kragen 36a, sodass auf die dortige Beschreibung verwiesen wird. Die Neigungswinkel der Mantelflächen, insbesondere der äußeren Mantelfläche 38 und der inneren Mantelfläche 54 sind kongruent zueinander, sodass diese im verbundenen Zustand vollständig aufeinander aufliegen können. The shank 52b has an inner lateral surface 54 which widens in the axial direction 22 starting from the collar 52a. That is, the opening cross section of the shank 52b widens away from the collar 52a. The collar 52a is complementary to the collar 36a, so that reference is made to the description there. The angles of inclination of the lateral surfaces, in particular of the outer lateral surface 38 and the inner lateral surface 54, are congruent to one another, so that they can rest completely on one another in the connected state.
Auch die Buchse 52 kann in einem Spritzgussprozess beschichtet werden. Eine umspritzte Buchse 52 bildet das zweite Verbindungsteil 8, wie es in den Fig. 6b und 6d gezeigt ist. Um die Umspritzung in einen einzelnen Spritzgussprozess zu ermöglichen, ist im Schaft 52b zumindest ein Schlitz 56 vorgesehen. Hierdurch kann Spritzgussmaterial auf beide Seiten des Schafts 52b gelangen, insbesondere zur Formung eines Aufnahmeelements 58.
Der Schaft 52b ist entlang seiner äußeren. Mantelfläche und im Bereich der Schlitze 56 mit einem Isolationsmaterial beschichtet, wie in den Fig. 6b und d zu erkennen ist. Insbesondere ist auch eine Stirnfläche des Schafts 52b mit dem Isolationsmaterial beschichtet. Frei von der Beschichtung ist die innere Mantelfläche 54. Im Inneren des topfförmigen Schafts 52b erstreckt sich in axialer Richtung 22 ein. Aufnahmeelement 58. Dieses Aufnahmeelement 58 ist bevorzugt einstückig aus der Isolation der Buchse 52 gebildet. The bushing 52 can also be coated in an injection molding process. An overmolded bushing 52 forms the second connecting part 8, as shown in Figures 6b and 6d. At least one slot 56 is provided in the shank 52b in order to enable the encapsulation in a single injection molding process. In this way, injection molding material can reach both sides of the shaft 52b, in particular to form a receiving element 58. The shank 52b is along its outer. Lateral surface and in the area of the slots 56 coated with an insulating material, as can be seen in Figs. 6b and d. In particular, an end face of the shaft 52b is also coated with the insulating material. The inner lateral surface 54 is free of the coating. Inside the cup-shaped shaft 52b, 22 extends in the axial direction. Receiving element 58. This receiving element 58 is preferably formed in one piece from the insulation of the socket 52.
Ein sich bildender Ringspalt zwischen der äußeren Mantelfläche des Aufnahmeelements 58 und der inneren Mantelfläche 54 an der Stirnkante ist kleiner als ein Prüffinger 82, sodass ein Berührschutz gegeben ist, wie in Fig. 6d gezeigt ist. An annular gap that forms between the outer lateral surface of the receiving element 58 and the inner lateral surface 54 at the end edge is smaller than a test finger 82, so that protection against accidental contact is provided, as shown in FIG. 6d.
Vorzugsweise ragt das Aufnahmeelement 58 in axialer Richtung 22 über die Stirnkante des Schafts 52b hinaus. In das Aufnahmeelement 58 ist eine Gewindebuchse 58a eingesetzt. Die Gewindebuchse '58a ist bevorzugt aus einem metallischen Material, um erhöhte Zugkräfte des Schraubelements 12 aufnehmen zu können. The receiving element 58 preferably protrudes in the axial direction 22 beyond the front edge of the shaft 52b. A threaded bushing 58a is inserted into the receiving element 58 . The threaded bushing '58a is preferably made of a metallic material in order to be able to absorb increased tensile forces of the screw element 12.
Zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung wird zunächst das erste Verbindungsteil 6 an der Schweißnaht 51 mit dem ersten Leiter 2 verschweißt. Außerdem wird das zweite Verbindungsteil 8 an der Schweißnaht 51 mit dem zweiten Leiter 4 verschweißt. Die. so mit den Verbindungsteilen 6, 8 bestückten Leiter 2, 4 können anschließend miteinander gefügt werden. Hierzu wird, wie in der Fig. 2b zu erkennen ist, das Berührschutzelement 10 samt Schraubelement 12 mit Hilfe der Verrieglungselemente 32, 48 an dem ersten Verbindungsteil 6 verriegelt und die Schäfte 36b und 52b werden mit ihren Mantelflächen in Verbindung gebracht, wie in der Fig. 2b zu erkennen ist. Die äußere Mantelfläche 38 liegt an der inneren Mantelfläche 54 an. Hierbei kann ein unmittelbarer Kontakt der metallisch leitenden Materialen gewährleistet sein.
Anschließend wird, wie in der Fig. 2c gezeigt, das Schraubelement 12 in axialer Richtung 22 in die Gewindebuchse 58a eingeschraubt. Beim Verschrauben bewegt sich das Schraubelement 12 innerhalb des Berührschutzelements 10 über den Haltebereich 24 und den Übergangsbereich 26 hin zum Spreizbereich 28. To produce an electrically conductive connection, the first connection part 6 is first welded to the first conductor 2 at the weld seam 51 . In addition, the second connection part 8 is welded to the second conductor 4 at the weld seam 51 . The. So with the connecting parts 6, 8 stocked conductors 2, 4 can then be joined together. For this purpose, as can be seen in Fig. 2b, the contact protection element 10 together with the screw element 12 is locked on the first connecting part 6 with the aid of the locking elements 32, 48 and the shafts 36b and 52b are brought into connection with their lateral surfaces, as shown in Fig 2b can be seen. The outer lateral surface 38 rests against the inner lateral surface 54 . In this way, direct contact between the metallically conductive materials can be ensured. Then, as shown in FIG. 2c, the screw element 12 is screwed in the axial direction 22 into the threaded bushing 58a. When screwing, the screw element 12 moves within the contact protection element 10 via the holding area 24 and the transition area 26 towards the expansion area 28.
Fig. 2d zeigt das Schraubelement 12 im vollständig eingeschraubten Zustand. Durch den Vorsprung 28a wird der Dom 10a nach außen gespreizt, wie in der Fig. 2d zu erkennen ist. Die Verrieglungselemente 32, 48 werden voneinander gelöst. 2d shows the screw element 12 in the fully screwed-in state. The dome 10a is spread outwards by the projection 28a, as can be seen in FIG. 2d. The locking elements 32, 48 are released from each other.
Anschließend kann, wie in der Fig. 2e zu erkennen, das Berührschutzelement 10 werkzeuglos entfernt werden. Zu erkennen ist, dass die gesamte Verbindung vor Berührung gesichert ist. Then, as can be seen in FIG. 2e, the contact protection element 10 can be removed without tools. It can be seen that the entire connection is protected against contact.
Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem das zweite Verbindungsteil 8, insbesondere die Buchse 52 mit dem Kragen 52a auf der dem Schaft 52b abgewandten Seite mit einem elektrischen Bauteil 60 verschweißt ist. Das elektrische Bauteil 60 kann ein Leiter oder ein Zellenverbinder eines Batteriemoduls sein. Die sonstige oben beschriebene Befestigungs- und Berührschutzmechanik bleibt erhalten. 3 shows an exemplary embodiment in which the second connecting part 8, in particular the socket 52 with the collar 52a, is welded to an electrical component 60 on the side facing away from the shaft 52b. The electrical component 60 can be a conductor or a cell connector of a battery module. The other fastening and contact protection mechanisms described above are retained.
Das zweite Verbindungsteil 8 kann z.B. als Pol an einem Batteriemodul gebildet sein. Im unverbundenen Zustand ist ein Berührschutz durch den nur kleinen Ringspalt zwischen der inneren Mantelfläche 54 und dem Schraubelement 58, wie in Fig. 6d gezeigt, gegeben. Ein unbeabsichtigtes Berühren von spannungsführenden Teilen ist vermieden. Zum Verbinden des Leiters 2, beispielsweise eines Modulverbinders, wird auf diesen ein erstes Verbindungsteil 6 in der gezeigten Weise aufgeschweißt. Mit dem Berührschutzelement 10 und dem Schraubelement 12 kann dann eine Verbindung hergestellt werden, wie oben beschrieben. The second connection part 8 can be formed, for example, as a pole on a battery module. In the unconnected state, protection against accidental contact is provided by the small annular gap between the inner lateral surface 54 and the screw element 58, as shown in FIG. 6d. Accidental touching of live parts is avoided. To connect the conductor 2, for example a module connector, a first connecting part 6 is welded onto it in the manner shown. A connection can then be established with the contact protection element 10 and the screw element 12 , as described above.
Alternativ zu dem Schraubelement 58 mit der Gewindebuchse 58a kann dieAs an alternative to the screw element 58 with the threaded bushing 58a, the
Gewindebuchse 58a auch einstückig aus dem Material der Buchse 52 geformt sein, wie in Fig. 6e gezeigt. Dabei ist dann aber zu beachten, dass an der oberen Stirnfläche
die Isolation der Buchse 52 umlaufend um die Gewindebuchse 58a herum vorgesehen sein muss. Dabei kann es notwendig sein, dass die Isolation in einer axialen Richtung aus der Stirnfläche heraus ragt, insbesondere zumindest teilweise umlaufend. Bevorzugt ist eine Verbindung von Batteriemodulen 76, wie in der Fig. 10 gezeigt ist. Modulverbinder 78, die beispielsweise aus Leitern 2 geformt sind, können mit dem ersten Verbindungsteil 6 und dem Berührschutzelement 10 ausgestattet werden. Innerhalb der Batteriemodule 76 können zweite Leiter 4, beispielsweise jeweils elektrisch letzte Zellenverbinder mit zweiten Verbindungsteilen 8 vorgesehen sein. Beim Verbinden ist stets ein Berührschutz gegeben, was bei einer Reihenschaltung von Batteriemodulen 76 zwingend erforderlich ist, da sich durch die Reihenschaltung erhebliche Spannungen aufbauen können. Threaded bushing 58a may also be integrally formed from the bushing 52 material, as shown in Figure 6e. It should then be noted that on the upper end face the insulation of the bushing 52 must be provided circumferentially around the threaded bushing 58a. In this case, it may be necessary for the insulation to protrude from the end face in an axial direction, in particular at least partially circumferentially. A connection of battery modules 76 as shown in FIG. 10 is preferred. Module connectors 78, which are formed from conductors 2, for example, can be equipped with the first connecting part 6 and the contact protection element 10. Within the battery modules 76, second conductors 4, for example each electrically last cell connector with second connecting parts 8, can be provided. When connecting, there is always protection against accidental contact, which is absolutely necessary when battery modules 76 are connected in series, since considerable voltages can build up as a result of the series connection.
Insbesondere für einen Minuspol eines Batteriemoduls, bei dem ein Pol 66 auf einen ' Zellverbinder aufgesetzt ist, kann eine Verbindung nach Fig. 7 und 8 erfolgen. Dies gilt insbesondere dann, wenn der Modulverbinder 78 kurz ist und/oder der Pol 66 als Minuspol zunächst mit dem Modulverbinder 78 verbunden wird und dann erst mit dem jeweils benachbarten Modul. Bei der Montage wird zunächst ein erster Minuspol (in Fig. 10 rechts) über einen Modulverbinder 78 geerdet. Anschließend wird der Minuspol des jeweils nachfolgenden Batteriemoduls 76 mit einem Modulverbinder 78 in der nachfolgend in Fig. 7, 8 gezeigt Weise verbunden. An diesen Polen liegt jeweils nur die Spannung eines Moduls 76 an. Schließlich wird der Verbinder 78 mit dem Pluspol des benachbarten Moduls 76 verbunden. Somit baut sich an den jeweiligen Pluspolen mit jedem Modul 76 die Spannung weiter auf. An den Pluspolen ist stets auch ein Berührschutz wie für Fig. 3 zuvor gezeigt, vprzusehen. Somit kann an jedem Modul an jeweils einem Pol (bevorzugt dem Minuspol) ein einfacher Berührschutz mit nur dem ersten Verbindungselement gemäß Fig. 7, 8 für die Verbindung vorgesehen sein und der Pol 66 selbst kann im unverbundenen Zustand ungeschützt sein. Diese Variante ist vorteilhaft, weil bei der Verbindung nach Fig. 7, 8 ein Toleranzausgleich möglich ist. Der jeweils andere Pol (bevorzugt der Pluspol) ist mit einemA connection according to FIGS. 7 and 8 can be made, in particular for a negative pole of a battery module in which a pole 66 is placed on a cell connector. This applies in particular when the module connector 78 is short and/or the pole 66 as the negative pole is first connected to the module connector 78 and only then to the respectively adjacent module. During assembly, a first negative pole (on the right in FIG. 10 ) is first grounded via a module connector 78 . Subsequently, the negative pole of the battery module 76 following in each case is connected to a module connector 78 in the manner shown below in FIGS. 7, 8. Only the voltage of one module 76 is present at each of these poles. Finally, the connector 78 is connected to the positive pole of the adjacent module 76. The voltage thus continues to build up at the respective positive poles with each module 76 . A protection against accidental contact, as shown above for FIG. 3, is always to be provided at the positive poles. Thus, a simple protection against contact with only the first connecting element according to FIGS. 7, 8 can be provided for the connection on each module at one pole (preferably the negative pole) and the pole 66 itself can be unprotected in the unconnected state. This variant is advantageous because tolerance compensation is possible with the connection according to FIGS. The respective other pole (preferably the positive pole) is connected to a
Berührschutz gemäß Fig. 3 auch auf der Polseite im unverbundenen Zustand vor
Berührung geschützt Durch die zueinander komplementären Verbindungsteile, insbesondere die konisch ineinandergreifenden Buchsen und Schäfte, ist hier ein Toleranzausgleich kaum möglich. Contact protection according to FIG. 3 also on the pole side in the unconnected state Protected against contact Due to the mutually complementary connecting parts, in particular the conically interlocking sockets and shafts, tolerance compensation is hardly possible here.
Am Minuspol kann der Zellverbinder als Flachleitung mit dem Modulverbinder 78 als Flachteil verbunden werden. Da hier auf der Modulunterseite und auf dem Modul-Pol kein Berührschutz erforderlich ist, können die Kontaktflächen flach sein. Auch eine größere Schraube ist möglich. Diese ist auch sinnvoll, da für die flachen Kontaktflächen eine höhere Axialkraft erforderlich ist, um den nötigen Anpressdruck zu erreichen. Dies erhöht die Fläche für die Stromübertragung. At the negative pole, the cell connector can be connected as a flat cable to the module connector 78 as a flat part. Since no touch protection is required on the underside of the module and on the module pole, the contact surfaces can be flat. A larger screw is also possible. This also makes sense, since a higher axial force is required for the flat contact surfaces in order to achieve the necessary contact pressure. This increases the area for power transmission.
Für beide Schrauben kann aber ein gleicher Kopf vorgesehen sein, sodass der Berührschutz für beide Pole gleich sein kann. Mit dem Berührschutz au-f beiden Polen ist sichergestellt, dass nach dem Aufsetzen des Modulverbinders kein spannungsführendes Bauteil zugänglich ist, auch wenn am aufgesetzten Modulverbinder bereits vor dem Verschrauben lebensgefährliche Spannung anliegt. However, the same head can be provided for both screws, so that the protection against accidental contact can be the same for both poles. The protection against accidental contact on both poles ensures that after the module connector has been attached, no live components are accessible, even if there is a lethal voltage on the attached module connector before it is screwed on.
Wird am Minuspol und auf der Unterseite des Modulverbinders an diesem Pol auf Berührschutz verzichtet, dann spielt die Verschraubreihenfolge eine wichtige Rolle. Es muss immer der Minuspol zuerst verschraubt werden. Ansonsten wäre es möglich, den gerade neu zu verschraubenden Modulverbinder wieder abzuziehen und der am Pluspol verschraubte Modulverbinder hätte an der ungeschützten Unterseite frei zugänglich die volle Spannung der bisher in Reihe verschraubten Modulverbinder 'anliegen. If there is no touch protection on the negative pole and on the underside of the module connector on this pole, then the screwing sequence plays an important role. The negative pole must always be screwed on first. Otherwise it would be possible to pull off the module connector to be screwed again and the module connector screwed to the positive pole would have the full voltage of the previously screwed in series module connectors freely accessible on the unprotected underside.
Wichtig ist der Berührschutz nicht nur beim Montieren der Modulverbinder. Auch beim Demontieren muss Berührschutz zumindest nach IPXXB gewährleistet sein. Daher ist das abnehmbare Berührschutzelement so gestaltet, dass es vor der Demontage wieder aufgesetzt werden kann. Hat die Schraube das Gewindeende erreicht, dann ist der Kopf auch wieder im Haltebereich gesichert. Voraussetzung dafür ist allerdings, dass der Berührschutz beim Losschrauben nach unten gedrückt
wird. Daher wird vorgeschlagen, dass am Handhabungsgerät ein Federelement erhält, das diesen axialen Druck auf das Berührschutzelement im Moment der Demontage ausübt. Touch protection is not only important when installing the module connectors. Even when dismantling, touch protection must be guaranteed at least according to IPXXB. Therefore, the removable contact protection element is designed in such a way that it can be put back on before dismantling. When the screw has reached the end of the thread, the head is secured again in the holding area. The prerequisite for this, however, is that the contact protection is pressed down when unscrewing becomes. It is therefore proposed that the handling device be fitted with a spring element which exerts this axial pressure on the contact protection element at the moment of dismantling.
Fig. 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem bevorzugt lediglich ein Berührschutzelement 10 zum Einsatz kommt. Ein Leiter 2 kann beispielsweise aus Aluminium oder einem sonstigen eher duktilen Material gebildet sein. Um an diesem Leiter 2 das Schraubelement 12 anschrauben zu können, wird eine Hülse 62 in eine Öffnung des Leiters 2 eingebracht, insbesondere verschweißt. Die Hülse 62 kann auch als Schweißauge, insbesondere Reibschweißauge verstanden werden. Das Anordnen der Hülse 62 ist an sich bekannt. FIG. 7 shows a further exemplary embodiment in which preferably only one contact protection element 10 is used. A conductor 2 can be formed, for example, from aluminum or some other rather ductile material. In order to be able to screw the screw element 12 to this conductor 2, a sleeve 62 is introduced into an opening in the conductor 2, in particular welded. The sleeve 62 can also be understood as a welding eye, in particular a friction welding eye. The arrangement of the sleeve 62 is known per se.
Um die Hülse 62 herum kann eine Schutzmanschette 64 gelegt werden. Die Schutzmanschette 64 liegt um die Hülse 62 und den abisolierten Bereich des Leiters 2. Die Schutzmanschette 64 hat in Zusammenhang mit dem zweiten Verbindungsteil 8 beschriebenes Verrieglungselement 48. Dieses Verrieglungselement 48 interagiert mit dem Verrieglungselement 32 des Berührschutzelements 10 in der beschriebenen Art und Weise. Das Berührschutzelement 10 kann auf die Schutzmanschette 64 aufgesetzt werden. Um den Leiter 2 mit beispielsweise einem Pol 66 zu verbinden, wird der Leiter 2 samt Berührschutzelement 10 auf den Pol 66 aufgesetzt und anschließend wird das Schraubelement 12 in der beschriebenen Art und Weise verschraubt. Im verschraubten Zustand kann das Berührschutzelement 10 entfernt werden. Der Pol 66 kann an einem letzten Modulverbinder (als Leiter 4) in dem Batteriemodul angebracht, insbesondere aufgeschweißt sein. Die Batteriezellen und die Modulverbinder sind in einem Modulgehäuse 80 isolierend eingehaust. Insbesondere ist nur der Pol 66 aus dem Gehäuse 80 herausgeführt. Für ein Batteriemodul sind Plus Pol(z.B. Bezugszeichen 52 gemäß Fig. 3) und Minus Pol als Pol 66 aus dem Gehäuse 80 heraus geführt. A protective sleeve 64 can be placed around the sleeve 62 . The protective sleeve 64 lies around the sleeve 62 and the stripped area of the conductor 2. The protective sleeve 64 has locking element 48 described in connection with the second connecting part 8. This locking element 48 interacts with the locking element 32 of the contact protection element 10 in the manner described. The contact protection element 10 can be placed on the protective collar 64 . In order to connect the conductor 2 to a pole 66, for example, the conductor 2 together with the contact protection element 10 is placed on the pole 66 and then the screw element 12 is screwed in the manner described. The contact protection element 10 can be removed in the screwed state. Pole 66 can be attached, in particular welded, to a last module connector (as conductor 4) in the battery module. The battery cells and the module connectors are housed in a module housing 80 in an insulating manner. In particular, only pole 66 is brought out of housing 80 . For a battery module, the plus pole (e.g. reference number 52 according to FIG. 3) and the minus pole are led out of the housing 80 as pole 66 .
Fig. 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem der Leiter 2 jedoch aus einem Material geformt wird, an den das Schraubelement 12 angeschraubt werden kann. In
diesem Fall entfällt die Hülse 62. Ansonsten erfolgt das Verschrauben entsprechendFIG. 8 shows a further embodiment in which the conductor 2 is however formed from a material to which the screw element 12 can be screwed. In in this case, the sleeve 62 is omitted. Otherwise, the screwing takes place accordingly
Fig. 7. 7
Auch ist es möglich, einen Leiter 2 seitlich an einem ersten Verbindungsteil 6 zu befestigen. Hierzu ist radial beabstandet von dem Schaft 36b, wie in der Fig. 9 gezeigt, eine sich axial erstreckende Anschlusskonsole 68 vorgesehen. Die Anschlusskonsole 68 ist insbesondere einstückig mit der Buchse 36 gebildet. Eine Leitung 2 wird endseitig abisoliert. It is also possible to attach a conductor 2 laterally to a first connecting part 6 . For this purpose, an axially extending connection bracket 68 is provided at a radial distance from the shaft 36b, as shown in FIG. The connection console 68 is in particular formed in one piece with the socket 36 . A line 2 is stripped at the end.
Anschließend wird über das abisolierte Ende ein Befestigungsclip 70 oder eine Hülse 70 geschoben. Für den Fall, dass der Leiter 2 aus einer Litzenleitung geformt ist, kann eine Crimphülse 72 an der Stirnseite angeordnet werden. Der Leiter 2 kann gegebenenfalls mit Crimphülse 72 an der äußeren Mantelfläche der Anschlusskonsole 68 verschweißt werden. Falls ein Clip oder eine Hülse 70 vorhanden ist, kann dieser mit Rastnasen 74 des ersten Verbindungsteils 6 verrasten. Ein Leiter 2 kann berührsicher mit einem weiteren Leiter unter Verwendung des ersten Verbindungsteils 6 und des Berührschutzelements 10 und optional des zweiten Verbindungsteils 8 verbunden werden. A fastening clip 70 or a sleeve 70 is then pushed over the stripped end. In the event that the conductor 2 is formed from a stranded wire, a crimp sleeve 72 can be arranged on the end face. If necessary, the conductor 2 can be welded to the outer lateral surface of the connection bracket 68 with a crimp sleeve 72 . If a clip or a sleeve 70 is present, it can latch with latching lugs 74 of the first connecting part 6 . A conductor 2 can be connected to another conductor using the first connection part 6 and the contact protection element 10 and optionally the second connection part 8 so that it cannot be touched.
Fig. 11 zeigt die beiden Verbindungsteile 6, 8 mit zu Fig. 2 umgekehrten Formen von Buchsen 36, 52 und Schäften 36b, 52b. An dem ersten Verbindungsteil 6 ist der Schaft 36 an seiner inneren Mantelfläche nicht isoliert. Der Schaft 36b ist topfförmig und weitet sich zur unteren Stirnfläche auf. Innerhalb des Schafts 36b ist ein rohrförmiges Element, dass konzentrisch zur Durchgangsöffnung am Kragen ist und durch das das Befestigungselement 12 geschoben werden kann. Das rohrförmige Element ist nichtleitend, und insbesondere einstückig mit der Isolation der äußeren Mantelfläche des Schafts 36b. Der Ringspalt zwischen dem rohrförmigen Element und der inneren Mantelfläche des Schafts 36b ist bevorzugt so klein, dass ein Prüffinger nicht an die leitende Mantelfläche gelangen kann.
Der hierzu komplementäre Schaft 53b ist an seiner äußeren Mantelfläche nicht isoliert. Im verbundenen Zustand der Verbindungsteile 6, 8 liegen die Mantelflächen der Schäfte 36b, 52b leitend unmittelbar aneinander. Wie zuvor bei dem ersten Verbindungselement 6 ist hier beim zweiten Verbindungselement 8 eine im Wesentlichen umlaufende Manschette um den Schaft 52b angeordnet. Zur Aufnahme des Befestigungselements 12 und des rohrförmigen Elements ist im Schaft 52b eine Ausnehmung vorgesehen, in die das rohrförmige Element eingesteckt werden kann. Hierbei ist die Mantelfläche an der Ausnehmung ebenfalls isoliert. Die zuvor beschriebenen Elemente der Verbindungsteile 6, 8 sind auch bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 11 vorgesehen, jedoch teilweise an dem jeweils anderen Verbindungselement. Die Beschreibung gilt dennoch für beide Ausführungsbeispiele. Auch das beschriebene Berührschutzelement ist hier gleichfalls einsetzbar.
FIG. 11 shows the two connecting parts 6, 8 with bushings 36, 52 and shafts 36b, 52b having the opposite shape as in FIG. On the first connecting part 6, the shank 36 is not insulated on its inner lateral surface. The shank 36b is cup-shaped and widens toward the lower end face. Within the shank 36b is a tubular member concentric with the through opening on the collar and through which the fastener 12 can be slid. The tubular member is non-conductive, and in particular is integral with the insulation of the outer surface of the shaft 36b. The annular gap between the tubular element and the inner lateral surface of the shaft 36b is preferably so small that a test finger cannot reach the conductive lateral surface. The shaft 53b, which is complementary thereto, is not insulated on its outer lateral surface. When the connecting parts 6, 8 are in the connected state, the lateral surfaces of the shafts 36b, 52b are in direct contact with one another in a conductive manner. As previously in the case of the first connecting element 6, here in the case of the second connecting element 8 an essentially peripheral collar is arranged around the shaft 52b. To accommodate the fastening element 12 and the tubular element, a recess is provided in the shaft 52b, into which the tubular element can be inserted. In this case, the outer surface of the recess is also insulated. The elements of the connecting parts 6, 8 described above are also provided in the exemplary embodiment according to FIG. 11, but partially on the respective other connecting element. The description nevertheless applies to both exemplary embodiments. The contact protection element described can also be used here.
Bezugszeichenliste Reference List
2, 4 Leiter 2, 4 conductors
6 erstes Verbindungsteil 8 zweites Verbindungsteil6 first connection part 8 second connection part
10 Berührschutzelement10 contact protection element
10a Dom 10a Dom
10b Schraubseite 10b screw side
10 c Einsteckseite 10d innere Mantelfläche 10e radialer Vorsprung 10f Flansch 10c insertion side 10d inner lateral surface 10e radial projection 10f flange
12 Schraubelement 12 screw element
12a Kopf 12b Bolzen 12a head 12b bolt
12c Werkzeugfläche 12c tool face
12d Isolation 12d isolation
14-20 Richtung 14-20 direction
22 axiale Richtung 24 Haltebereich 22 axial direction 24 holding area
26 Übergangsbereich 26 transition area
28 Spreizbereich 28 spread area
28a Vorsprung 28a protrusion
30 Schlitz 32 Verrieglungselement30 slot 32 locking element
32a radialer Hinterschnitt32a radial undercut
34 radiale Ausdehnung34 radial expansion
36 Buchse 36 socket
36a Kragen 36b Schaft 36a collar 36b shaft
36c Kontaktfläche
36d Vorsprung 36c contact surface 36d projection
38 äußere Mantelfläche 38 outer lateral surface
40 Durchgangsöffnung 40 through hole
42 Nut 42 slots
44 Schlitz 44 slot
46a, b Isolation 46a,b insulation
48 Verrieglungselement 48 locking element
50 Manschette 50 cuff
52 Buchse 52 socket
52a Kragen 52a collar
52b Schaft 52b shaft
54 innere Mantelfläche 54 inner lateral surface
56 Schlitz /Spalt 56 slot/gap
58 Schraubelement 58 screw element
58a Gewindebuchse 58a threaded bush
62 Hülse • 62 sleeve •
64 Schutzmanschette 64 protective sleeve
66 Batteriepol 66 battery poles
68 Konsole 68 console
70 Clip 70 clips
72 Crimphülse 72 crimp barrel
74 Verrieglungselement 74 locking element
76 Batteriemodul 76 battery module
8 Modulverbinder80 Modulgehäuse8 module connector80 module housing
82 Prüffinger
82 test fingers
Claims
P a t e n t a n s p r ü c h e Verbinder, insbesondere Modul-Verbinder, insbesondereP a t e n t claims Connectors, in particular module connectors, in particular
Bateriemodulverbinder, insbesondere für Fahrzeuge mit einem elektrischen Antrieb umfassend, ein erstes Verbindungsteil, das mit einem zweiten Verbindungsteil elektrisch leitend verbindbar ist, wobei das erste Verbindungsteil eine Buchse mit einem sich axial erstreckenden Schaft mit einer Durchgangsöffnung und einem radial verlaufenden Kragen aufweist und wobei an dem ersten Verbindungsteil ein Schraubelement und ein Berührschutzelement angeordnet ist, wobei das Berührschutzelement auf der dem Kragen zugewandten Seite angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Berührschützelement einen Dom aufweist und in dem Dom dasBattery module connector, in particular for vehicles with an electric drive, comprising a first connection part which can be connected in an electrically conductive manner to a second connection part, the first connection part having a socket with an axially extending shank with a through opening and a radially extending collar and on which a screw element and a contact protection element are arranged in the first connecting part, the contact protection element being arranged on the side facing the collar, characterized in that the contact protection element has a dome and in the dome the
Schraubelement axial geführt ist, dass das Schraubelement einen sich radial erstreckenden Kopf und einen sich axial erstreckenden Bolzen aufweist, wobei der Kopf an zumindest Teilen einer inneren Mantelfläche des Doms anliegt, und dass die innere Mantelfläche entlang eines Schnitts in axialer Richtung profiliert ist. Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein durch die innere Mantelfläche definierter Öffhungsquerschnitt des Doms in einem dem Kragen abgewandten Haltebereich derart ist, dass das Schraubelement mit seinem Kopf axial, insbesondere reibschlüssig an der inneren Mantelfläche des Doms gehalten ist.
Screw element is guided axially in that the screw element has a radially extending head and an axially extending bolt, the head bearing against at least parts of an inner lateral surface of the dome, and that the inner lateral surface is profiled along a section in the axial direction. Connector according to Claim 1, characterized in that an opening cross-section of the dome defined by the inner lateral surface in a holding area facing away from the collar is such that the screw element is held with its head axially, in particular frictionally, on the inner lateral surface of the dome.
3. Verbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein durch die innere Mantelfläche definierter Öffnungsquerschnitt des Doms in einem dem Kragen zugewandten Spreizbereich derart ist, dass das Schraubelement mit seinem Kopf eine radial nach außen weisende Kraft auf die Mantelfläche des Doms ausübt. 3. Connector according to claim 1 or 2, characterized in that an opening cross-section of the dome defined by the inner lateral surface in a spreading area facing the collar is such that the screw element exerts a radially outward-pointing force with its head on the lateral surface of the dome.
4. Verbinder nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein durch die innere Mantelfläche definierter Öffnungsquerschnitt des Doms in einem zwischen dem Haltebereich und dem Spreizbereich liegenden Übergangsbereich in Spielpassung zu dem Umfang des Kopfes ist 4. Connector according to one of the preceding claims, characterized in that an opening cross-section defined by the inner lateral surface of the dome is in a lying between the holding area and the expansion area transition area in loose fit to the circumference of the head
5. Verbinder nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der dem Dom zugewandten Oberfläche des Kragens ein Verriegelungselement angeordnet ist, welches zu einem an dem Dom angeordneten Verriegelungselement korrespondiert, insbesondere dass die Verriegelungselemente einander in radialer Richtung hintergreifen. 5. Connector according to one of the preceding claims, characterized in that a locking element is arranged on the dome-facing surface of the collar, which corresponds to a locking element arranged on the dome, in particular that the locking elements engage behind each other in the radial direction.
6. Verbinder nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das auf der dem Dom zugewandten Oberfläche des Kragens angeordnete Verriegelungselement einen zum Dom hin geschlossenen, radial zum Dom weisenden Hinterschnitt aufweist und/oder dass das an dem Dom angeordnete Verriegelungselement einen zum Dom hin offenen, radial vom Dom wegweisenden Hinterschnitt aufweist. 6. Connector according to one of the preceding claims, characterized in that the locking element arranged on the surface of the collar facing the dome has an undercut closed towards the dome and pointing radially towards the dome and/or that the locking element arranged on the dome has an undercut towards the dome has an open undercut pointing radially away from the dome.
7. Verbinder nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass eine Überlappung der Hinterschnitte im verbundenen Zustand kleiner oder gleich einer Verjüngung des Radius des Öffnungsquerschnitts im Spreizbereich ist. 7. Connector according to one of the preceding claims, characterized in that that an overlap of the undercuts in the connected state is less than or equal to a taper of the radius of the opening cross section in the expansion area.
8. Verbinder nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine axiale Erstreckung des Übergangsbereichs oder des Übergangsbereichs und Spreizbereichs geringer ist als eine axiale Erstreckung des Bolzens, so dass im unverbundenen Zustand der Verbindungsteile der Kopf im Haltebereich liegt. 8. Connector according to one of the preceding claims, characterized in that an axial extension of the transition area or the transition area and expansion area is less than an axial extension of the bolt, so that in the unconnected state of the connecting parts the head is in the holding area.
9. Verbinder nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dom im Spreizbereich geschlitzt ist. 9. Connector according to one of the preceding claims, characterized in that the dome is slotted in the expansion area.
10. Verbinder nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement am Dom im Spreizbereich liegt. 10. Connector according to one of the preceding claims, characterized in that the locking element is located on the dome in the expansion area.
11. Verbinder nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen als Schraube oder Gewindebuchse gebildet ist. 11. Connector according to one of the preceding claims, characterized in that the bolt is formed as a screw or threaded bush.
12. Verbinder nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine äußere Mantelfläche des Schafts in einer vom Kragen wegweisenden axialen Richtung verjüngt. 12. Connector according to one of the preceding claims, characterized in that an outer lateral surface of the shank tapers in an axial direction pointing away from the collar.
13. Verbinder nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass eine elektrisch isolierende Manschette den Schaft zumindest teilweise umlaufend umgreift und zwischen der Manschette und dem Schaft ein Ringraum . gebildet ist. 13. Connector according to one of the preceding claims, characterized in that that an electrically insulating collar at least partially encompasses the shaft and an annular space between the collar and the shaft. is formed.
14. Verbinder nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine innere Mantelfläche der Durchgangsöffnung elektrisch isolierend beschichtet ist. 14. Connector according to one of the preceding claims, characterized in that an inner lateral surface of the through-opening has an electrically insulating coating.
15. Verbinder nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kragen auf der dem Schaft zugewandten Seite teilweise elektrisch isolierend beschichtet ist und teilweise unbeschichtet ist, wobei der unbeschichtete Bereich als Kontaktfläche für einen elektrischen Leiter gebildet ist. 6. Verbinder nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kragen in seinem unbeschichteten Bereich mit dem Leiter stoffschlüssig verbunden, insbesondere verlötet oder verschweißt, insbesondere reibverschweißt ist 7. Verbinder nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kragen einen radial außen liegenden Falz zur Aufnahme einer Isolation des Leiters aufweist. 8. Verbinder nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass der Kragen auf der dem Dom zugewandten Seite zumindest teilweise elektrisch isolierend beschichtet ist, wobei das Verriegelungselement bevorzugt einstückig aus der Beschichtung geformt ist. 15. Connector according to one of the preceding claims, characterized in that the collar on the side facing the shank has a partially electrically insulating coating and is partially uncoated, with the uncoated area being formed as a contact surface for an electrical conductor. 6. Connector according to one of the preceding claims, characterized in that the collar in its uncoated area is integrally connected to the conductor, in particular soldered or welded, in particular friction-welded 7. Connector according to one of the preceding claims, characterized in that the collar has a radial external fold for receiving an insulation of the conductor. 8. Connector according to one of the preceding claims, characterized in that that the collar on the side facing the dome has an at least partially electrically insulating coating, the locking element preferably being formed in one piece from the coating.
19. Verbinder nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopf des Schraubelements auf seiner dem Dom abgewandten Oberfläche elektrisch isolierend beschichtet ist. 19. Connector according to one of the preceding claims, characterized in that the head of the screw element has an electrically insulating coating on its surface facing away from the dome.
20. Verbinder nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch isolierende Beschichtung an das Verbindungselement angespritzt ist. 20. Connector according to one of the preceding claims, characterized in that the electrically insulating coating is sprayed onto the connecting element.
21. Verbinder, insbesondere Batteriemodulverbinder, insbesondere für Fahrzeuge mit einem elektrischen Antrieb umfassend, ein erstes Verbindungsteil, das mit einem zweiten Verbindungsteil elektrisch leitend verbindbar ist, wobei das zweite Verbindungsteil eine Buchse mit einem sich axial erstreckenden, topfförmigen Schaft und einem radial verlaufenden Kragen aufweist und wobei das zweite Verbindungsteil ein sich axial in den topfförmigen Schaft erstreckendes Schraubelement aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Öffnung des topfförmigen Schafts sich in einer axialen Richtung vom Kragen wegweisenden aufweitet das Schraubelement zumindest teilweise gegenüber dem Kragen isoliert ist. 21. Connector, in particular battery module connector, in particular for vehicles with an electric drive, comprising a first connecting part which can be electrically conductively connected to a second connecting part, the second connecting part having a socket with an axially extending, pot-shaped shaft and a radially extending collar and wherein the second connecting part has a screw element extending axially into the cup-shaped shank, characterized in that the opening of the cup-shaped shank widens in an axial direction away from the collar, the screw element is at least partially isolated from the collar.
22. Verbinder nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass eine äußere Mantelfläche des Schafts elektrisch isolierend beschichtet ist.
22. Connector according to claim 21, characterized in that an outer lateral surface of the shank has an electrically insulating coating.
23. Verbinder nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kragen auf der dem Schaft zugewandten Seite zumindest teilweise unbeschichtet ist, wobei der unbeschichtete Bereich als Kontaktfläche für einen elektrischen Leiter gebildet ist 23. Connector according to one of the preceding claims, characterized in that the collar is at least partially uncoated on the side facing the shaft, the uncoated area being formed as a contact surface for an electrical conductor
24. Verbinder nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kragen auf der dem Schaft abgewandten Seite zumindest teilweise unbeschichtet ist, wobei der unbeschichtete Bereich als Kontaktfläche für einen elektrischen Leiter gebildet ist 24. Connector according to one of the preceding claims, characterized in that the collar is at least partially uncoated on the side facing away from the shaft, the uncoated region being formed as a contact surface for an electrical conductor
25. Verbinder nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schraubelement aus einem elektrisch isolierenden Material gebildet ist, insbesondere dass das Schraubelement zusammen mit der elektrisch isolierenden Beschichtung an das Verbindungselement angespritzt ist. 25. Connector according to one of the preceding claims, characterized in that the screw element is formed from an electrically insulating material, in particular that the screw element is sprayed onto the connecting element together with the electrically insulating coating.
26. Verbinder nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schraubelement eine Schraube oder eine Gewindebuchse aufweist. 26. Connector according to one of the preceding claims, characterized in that the screw element has a screw or a threaded bush.
27. Verbinder nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindebuchse in das elektrisch isolierende Material des27. Connector according to one of the preceding claims, characterized in that the threaded bushing in the electrically insulating material of the
Schraubenelements eingelassen ist. Screw element is embedded.
28. Verbinder nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Gewindebuchse und der Kragen aus einem elektrisch leitenden Material gebildet sind und die Gewindebuchse zumindest an ihrer Stirnfläche, bevorzugt zusätzlich an ihrer äußeren Mantelfläche elektrisch isolierend beschichtet ist. 28. Connector according to one of the preceding claims, characterized in that that the threaded bushing and the collar are formed from an electrically conductive material and the threaded bushing has an electrically insulating coating at least on its end face, preferably additionally on its outer lateral surface.
29. Verbinder nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Schaft und der inneren Mantelfläche der Öffnung des topfförmigen Schafts ein Ringspalt gebildet ist. 29. Connector according to one of the preceding claims, characterized in that an annular gap is formed between the shank and the inner lateral surface of the opening of the cup-shaped shank.
30. Berührschutzelement für einen Verbinder, wobei das Berührschutzelement einen Dom aufweist und in dem Dom ein Schraubelement axial geführt ist, das Schraubelement einen sich radial erstreckenden Kopf und einen sich axial erstreckenden Bolzen aufweist, wobei der Kopf an zumindest Teilen einer inneren Mantelfläche des Doms anliegt, und die innere Mantelfläche entlang eines Schnitts in axialer Richtung profiliert ist. 1. Verbinder mit einem ersten Verbindungsteil nach Anspruch 1 und einem zweiten Verbindungsteil nach Anspruch 21, wobei der Schaft des ersten Verbindungsteils in den Schaft des zweiten Verbindungsteils eingreift und das Schraubelement des ersten Verbindungsteils durch die Durchgangsöffnung des Schafts des ersten Verbindungsteils hindurch in Eingriff mit dem Schraubelement des zweiten Verbindungsteils gebracht ist und in einem unverschraubten Zustand der Kopf im Haltebereich gehalten ist, in einem Übergangszustand zwischen dem unverschraubten Zustand und einem vollständig verschraubten Zustand der Kopf in dem Übergangsbereich ist und in dem vollständig verschraubten Zustand der Kopf in dem Spreizbereich ist und den Dom radial nach außen spreizt. 2. Verbinder nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet,
der Schaft des ersten Verbindungsteils in den Schaft des zweiten Verbindungsteils axial zumindest teilweise im Bereich des elektrischen Leiters eingreift. 33. Verbinder nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, eine axiale Erstreckung des Schafts des ersten Verbindungsteils und/oder des Schafts des zweiten Verbindungsteils kleiner ist als eine Materialstärke eines mit dem Kragen des ersten Verbindungsteils verbundenen elektrischen Leiters und/oder eine Materialstärke eines mit dem Kragen des zweiten30. Contact protection element for a connector, wherein the contact protection element has a dome and a screw element is guided axially in the dome, the screw element having a radially extending head and an axially extending bolt, the head bearing against at least parts of an inner lateral surface of the dome , and the inner lateral surface is profiled along a section in the axial direction. 1. A connector having a first connector according to claim 1 and a second connector according to claim 21, wherein the shank of the first connector engages the shank of the second connector and the screw member of the first connector engages through the through hole of the shank of the first connector with the screw element of the second connecting part is brought in and the head is held in the holding area in an unscrewed state, the head is in the transition area in a transitional state between the unscrewed state and a fully screwed state and the head is in the expansion area in the fully screwed state and the Dom spreads radially outwards. 2. Connector according to claim 31, characterized in that the shaft of the first connecting part engages axially at least partially in the region of the electrical conductor in the shaft of the second connecting part. 33. Connector according to claim 31 or 32, characterized in that an axial extent of the shank of the first connecting part and/or the shank of the second connecting part is smaller than a material thickness of an electrical conductor connected to the collar of the first connecting part and/or a material thickness of a the collar of the second
Verbindungsteils verbundenen elektrischen Leiters, insbesondere dass eine Aufbauhöhe der beiden elektrischen Leiter zusammen geringer ist, als eine axiale Erstreckung des Schafts des'ersten Verbindungsteils und/oder des Schafts des zweiten Verbindungsteils.
Connecting part connected electrical conductor, in particular that an overall height of the two electrical conductors together is less than an axial extent of the shaft of the first connecting part and / or the shaft of the second connecting part.
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