EP4274028A1 - Elektrische verbindungsanordnung, verbindungssystem und verfahren zur herstellung einer elektrischen verbindung zwischen zwei elektrischen leitern - Google Patents

Elektrische verbindungsanordnung, verbindungssystem und verfahren zur herstellung einer elektrischen verbindung zwischen zwei elektrischen leitern Download PDF

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EP4274028A1
EP4274028A1 EP22172047.7A EP22172047A EP4274028A1 EP 4274028 A1 EP4274028 A1 EP 4274028A1 EP 22172047 A EP22172047 A EP 22172047A EP 4274028 A1 EP4274028 A1 EP 4274028A1
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EP
European Patent Office
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fastening means
electrical
contact
electrical conductor
section
Prior art date
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Pending
Application number
EP22172047.7A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Tobias Egger
Maximilian Rolshausen
Johann GOTTANKA
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rosenberger Hochfrequenztechnik GmbH and Co KG
Original Assignee
Rosenberger Hochfrequenztechnik GmbH and Co KG
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Publication date
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Priority to US18/142,349 priority patent/US20230361491A1/en
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    • H01R4/64—Connections between or with conductive parts having primarily a non-electric function, e.g. frame, casing, rail

Definitions

  • the invention relates to an electrical connection arrangement for electrically and mechanically connecting a first electrical conductor to a second electrical conductor, comprising an electrical connecting element with a pressing section arranged at a first end, which has at least one lateral contact surface for electrically contacting an inner lateral surface of a contact recess of the first electrical conductor and with a contact section arranged at a second end, which has a contact surface for non-positive connection to a side surface of the second electrical conductor.
  • connection arrangements are used in the vehicle sector, especially in electric and/or hybrid vehicles, to supply a vehicle battery with charging current or to remove the stored energy from the battery and supply it to the electric drive or other electrical consumers.
  • the connection arrangement must ensure perfect transmission of high currents with preferably low transfer impedance. Given the risk that component failure in an electric vehicle would result in, particularly high demands must be placed on the quality of the conductors and components of the connection arrangement.
  • An electrical connection arrangement must sometimes withstand high mechanical loads so that the electrical connection is not unintentionally separated, for example during operation of the vehicle.
  • connection arrangement can be installed easily, conveniently and safely.
  • the object of the present invention is to provide an electrical connection arrangement which is able to compensate for a variable distance between the electrical conductors to be connected, while preferably being easy to assemble and robust in construction.
  • An electrical connection arrangement is provided for electrically and mechanically connecting a first electrical conductor to a second electrical conductor.
  • the electrical connection arrangement is preferably designed for use in high-voltage technology, in particular in vehicle technology, for example in electromobility.
  • the electrical connection arrangement is therefore preferably suitable for transmitting high electrical currents at high electrical voltages.
  • the connection arrangement in particular the connecting element mentioned below, can, for example, be used to transmit electrical currents of up to 100 amperes, up to 200 amperes, up to 300 amperes, up to 400 amperes, up to 500 amperes, up to 600 amperes, up to 2,000 Amps or more at preferably high electrical voltages (e.g. up to 500 volts, up to 600 volts, up to 700 volts, up to 800 volts, up to 900 volts, up to 1,000 volts, up to 1,100 volts, up to 1,500 volts, up to 2,000 volts or more).
  • high electrical voltages e.g. up to 500 volts, up to 600 volts, up to 700 volts, up to 800 volts, up to 900 volts, up to 1,000 volts, up to 1,100 volts, up to 1,500 volt
  • the conductor cross section of the at least one electrical conductor and/or the cross-sectional extent of the connecting element can be, for example, up to 10 mm 2 , preferably up to 30 mm 2 , particularly preferably up to 60 mm 2 , even more preferably up to 90 mm 2 , for example also up to 200 mm 2 or more.
  • a conductor cross-section or a cross-sectional extent of the connecting element can be provided which is suitable for electrical energy transmission in high-voltage technology, i.e.
  • the electrical connection arrangement has an electrical connection element.
  • This connecting element comprises a pressing section arranged at a first end.
  • the pressing section has at least one lateral contact surface for electrically contacting an inner lateral surface of a contact recess of the first electrical conductor.
  • the first electrical conductor and the second electrical conductor are not to be understood as components of the claimed connection arrangement.
  • the connection arrangement is designed to connect the separate electrical conductors to one another in an advantageous manner.
  • the pressing section can enable radial or lateral contacting within the contact recess (e.g. a through hole or a blind hole) of the first electrical conductor.
  • front-side contacting of the first electrical conductor through the pressing section is generally not provided, but is optionally possible.
  • the connecting element also comprises a contact section arranged at a second end, which has a contact surface for non-positive connection to a side surface of the second electrical conductor.
  • an end-side contact surface of the contact section is provided in order to non-positively contact the side surface of the second electrical conductor facing the first electrical conductor, in particular in the case of the screw connection described below between the two fastening means mentioned below.
  • the contact surface is a surface facing away from the end face of the second end of the connecting element in order to contact the side surface of the second electrical conductor facing away from the first electrical conductor, in particular in the case of the bolt connection described below between the both fasteners.
  • the contact section is particularly suitable for contacting or a direct connection to the second electrical conductor.
  • an indirect connection is also possible, e.g. B. via a spacer that is arranged between the contact surface and the side surface of the second electrical conductor.
  • the connection between the contact section or its contact surface and the second electrical conductor can be a purely mechanical connection, but preferably an electrical connection is also provided in addition to the mechanical connection (direct or indirect). If a purely mechanical connection is provided between the contact section and the second electrical conductor, an electrical connection between the first electrical conductor and the second electrical conductor can preferably be established via a conductive connection between the two fastening means, which in turn at least indirectly have a respective electrical connection Contact leader.
  • Radial or lateral contacting of the second electrical conductor through the contact section is generally not provided, but is optionally possible.
  • the contact section can contact any surface of the second electrical conductor, in particular a side surface, but possibly also an end surface.
  • the contacting surfaces of the contact section ("contact surface") and the second electrical conductor are preferably planar or flat, but can optionally also be curved (convex and/or concave) - in the case of a curvature preferably, but not necessarily, with the same radius of curvature for contacting as flat as possible.
  • the connecting element exclusively has said two ends, i.e. the first end and the second end. It can be provided that the connecting element is a primarily elongated body which extends from its first end to its second end along a longitudinal axis or central axis.
  • the connecting element can optionally be designed to be axially symmetrical.
  • the pressing section directly adjoins the contact section along the longitudinal axis or along the extension of the connecting element from its first end to its second end.
  • an intermediate section that axially separates the pressing section and the contact section can be provided.
  • a connecting bore extends at least between the contact section and the pressing section (preferably the connecting bore extends at least starting from the second end of the connecting element through the contact section into the pressing section and/or starting from the first end of the connecting element through the pressing section into the contact section ), so that the connecting element can accommodate a first fastening means or itself forms such a fastening means, and can accommodate a second fastening means that can be connected to the first fastening means (in particular within the connecting bore).
  • the fastening means can be screwed via a common threaded connection or pressed in the manner of a bolt connection.
  • the first fastening means is received or receivable in the pressing section or is formed in the pressing section.
  • the second fastening means can be accommodated at least in the contact section.
  • the connecting hole does not have to be round, although a round connecting hole is preferred.
  • connection arrangement can be designed to interact functionally with the fastening means.
  • an axial force component can advantageously be introduced into the connection between the electrical conductors, for example if the second fastening means is supported on the side of the second electrical conductor facing away from the first electrical conductor and the connecting element together with the first fastening means pulls in the direction of the second electrical conductor while at the same time the pressing section is spread open.
  • the pressing section can be radially expanded by the first fastening means and/or by the second fastening means in order to bring about a non-positive connection between the at least one lateral contact surface and the inner circumferential surface of the contact recess by connecting the two fastening means to one another (for example screwed or pressed).
  • a mechanically and electrically extremely robust and low-resistance connection can be established between the pressing section and the first electrical conductor within the contact recess.
  • the connection can be established reliably even if the two electrical conductors are not ideally aligned with one another in their spatial position, for example if there is an axial offset or a tilt between the two electrical conductors.
  • said non-positive connection can also be established between the contact surface of the contact section and the corresponding side surface of the second electrical conductor.
  • the contact section with its front contact surface can move in the direction of the second electrical conductor due to the axial movement of the second fastener until the front contact surface and the second electrical conductor are in frictional contact with one another. This usually takes place before the pressing section is expanded.
  • the connecting element is primarily sleeve-shaped.
  • the connecting bore extends completely through the connecting element.
  • the connecting element in particular a sleeve-shaped connecting element, can be inserted between the electrical conductors particularly easily during assembly.
  • the connecting element with its pressing section can, for example, first be inserted into the contact recess of the first electrical conductor.
  • the contact section is preferably formed from an electrically conductive material, in particular formed entirely from an electrically conductive material.
  • the pressing section is formed from an electrically conductive material, in particular formed entirely from an electrically conductive material.
  • the contact section and/or the pressing section can, for example, be made of a metal, for example copper or aluminum.
  • the contact section is formed in one piece with the pressing section.
  • the connecting element is designed completely in one piece, but in particular it is at least advantageous to design the contact section and the pressing section in one piece.
  • the contact section and the pressing section can be fastened to one another (force-fitting, material-fitting and/or positive-fitting).
  • connection arrangement can have contact protection means which are made of an electrically insulating material, for example a plastic, and at least partially encase the connecting element.
  • contact protection means can be provided which at least partially encases the contact section and/or the pressing section, if necessary together, in order to provide contact protection for one Installer or user of the connection arrangement so that no conductive components can be accidentally touched.
  • the connecting element in particular the contact section and/or the pressing section, have a coating in order to specifically influence the electrical and mechanical properties of the connecting element, most preferably in the area of an electrical and mechanical contact or contact surface, such as lateral contact surface of the pressing section or the contact surface of the contact section.
  • a coating in order to specifically influence the electrical and mechanical properties of the connecting element, most preferably in the area of an electrical and mechanical contact or contact surface, such as lateral contact surface of the pressing section or the contact surface of the contact section.
  • the connecting element has a mechanical interface for a rotation-proof mechanical connection to at least one of the electrical conductors.
  • the contact section of the connecting element has the mechanical interface.
  • the pressing section or another component of the connecting element can also optionally have the mechanical interface.
  • the mechanical interface can also be formed between the contact section and the pressing section, sometimes also together on the contact section and the pressing section.
  • mechanical interfaces can also be provided, for example a first mechanical interface for a rotation-proof connection to the first electrical conductor and a second mechanical interface for a rotation-proof connection to the second electrical conductor.
  • the mechanical interface can in particular be an axial section along the longitudinal axis or between the two ends of the connecting element, which has a polygonal cross section.
  • the outer lateral surface of the connecting element in the area of the mechanical interface can therefore, for example, have a triangular, square, pentagonal, hexagonal, heptagonal, octagonal or other cross-sectional profile.
  • a star-shaped profile or a rib-groove mechanism can also be provided, for example, in order to enable a rotation-proof connection.
  • any form-fitting and/or cohesive connection e.g. adhesive bonding
  • possibly even a non-positive connection can be used between the Connecting element and at least one of the electrical conductors may be provided in order to provide a rotation-proof connection.
  • a rotation-proof arrangement of the connecting element between the electrical conductors can be advantageous in order to simplify assembly.
  • the mechanical interface can in principle also be designed to be connected in a rotation-proof manner with a tool, for example a wrench, so that the fitter can manually fix the connecting element while making the screw connection who produces fasteners.
  • a torsion-proof connection can also be completely dispensed with, for example if the fastening means are to be pressed together (e.g. if the second fastening means is designed as a bolt and the first fastening means is designed as a receptacle for the bolt).
  • the anti-twist connection with the at least one electrical conductor can take place directly through interaction of the mechanical interface with a corresponding mechanical counter-interface of the respective electrical conductor.
  • the anti-twist connection can (usually preferably) also be carried out indirectly through the interaction of the mechanical interface with a corresponding mechanical counter-interface of a housing shell of the respective electrical conductor, which in turn is mechanically connected to the electrical conductor in a anti-twist manner.
  • the pressing section is designed to accommodate the first fastening means in a rotationally secure manner.
  • the pressing section can preferably have a suitable internal geometry within the connecting bore, which can be connected in a rotation-proof manner to a corresponding external geometry of the first fastening means.
  • Said external geometry of the first fastening means is preferably arranged on the end region of the first fastening means facing the second electrical conductor (if the first fastening means is mounted in the pressing section).
  • the first fastening means and/or the pressing section can have a suitable coating and/or structuring of the surface (e.g. corrugation).
  • a corresponding coating and/or surface structuring can also be provided, for example, in the connection between the lateral contact surface of the pressing section and the inner lateral surface of the contact recess of the first electrical conductor and/or in the connection between the side surface of the second electrical conductor and the contact surface of the contact section.
  • the pressing section is designed to accommodate the fastening means in a captivity manner.
  • the pressing section can have, for example, a locking hook at its free end.
  • the pressing section is slotted in the longitudinal direction in order to form the at least one lateral contact surface between two longitudinal slots.
  • lateral contact surfaces are formed in this way, in particular in the manner of spring tabs of a spring basket.
  • the at least one lateral contact surface or spring tab preferably has a movable, free end which corresponds to the first end of the connecting element.
  • the at least one lateral contact surface or spring tab can also be connected on both sides, i.e. have no free end.
  • any other measures can be provided which also enable radial expansion of the pressing section, in particular non-destructive radial expansion. If necessary, a permanent deformation of the pressing section can even be provided by screwing or pressing the two fasteners in order to bring about the non-positive connection within the contact recess.
  • the at least one lateral contact surface has a convex curvature.
  • the convex curvature of the at least one lateral contact surface Due to the convex curvature of the at least one lateral contact surface, it is possible to compensate for an offset between the two electrical conductors transversely to the connection direction or to the extension of the connecting element or a tilting of the electrical conductors relative to one another, since the connecting element then tilts within the contact recess without loss of contact can.
  • a type of ball bearing can be provided for the connection between the pressing section and the contact recess.
  • an angular arrangement between the two electrical conductors of up to 5° or more can be bridged by the convex curvature.
  • the invention also relates to an electrical connection system, in particular an electrical connection system for high-voltage technology, having an electrical connection arrangement according to the above and following statements, as well as the first fastening means.
  • the first fastening means is preferably accommodated in the pressing section within the connecting bore, in particular captured captively.
  • the first fastening means tapers on the outer casing side in the direction of the second end of the connecting element.
  • the pressing section tapers on the inner casing side, within the connecting bore, in the direction of the second end of the connecting element.
  • connection partners taper accordingly, preferably with the same taper gradient.
  • the pressing section Due to the described taper of the first fastening means and/or the pressing section, it is possible to expand the pressing section radially by screwing the first fastening means to the second fastening means using technically particularly simple means, while the first fastening means penetrates deeper into the pressing section.
  • the pressing section or its at least one lateral contact surface is pressed radially outwards against the inner lateral surface of the contact recess.
  • the corresponding contact area between the first fastening means and the pressing section is preferably conically shaped; A conical taper is therefore preferably provided. In principle, however, any taper or any concave/convex contact area can be provided.
  • a taper is also not absolutely necessary to cause the spreading.
  • knobs, bulbous or other elevations, etc. can also be provided distributed along the circumference of the first fastening means, which only come into contact with the inner lateral surface of the contact recess when the first fastening means penetrates further into the pressing section through the screw connection, so that then press the elevations against the inner surface and cause the expansion.
  • the elevations must be along the perimeter of the first Fastening means must not be arranged completely all around; For example, a plurality of mutually delimited elevations distributed at points or in sections along the circumference of the first fastening means can be provided.
  • the first fastening means has an internal thread to form the threaded connection with the second fastening means.
  • the first fastening means preferably has a screw nut or is designed as a screw nut.
  • a first fastening means designed as a screw nut has proven to be particularly suitable.
  • any sleeve-shaped first fastening means can be suitable, in particular a sleeve-shaped fastening means with an internal thread.
  • a shaft-shaped first fastening means can also be provided, for example a screw element with an external thread or a bolt without an external thread.
  • the first fastening means can then in particular have a precisely fitting receptacle for a bolt or a bolt shaft or an elongated second fastening means.
  • the first fastening means can have a taper within the connecting bore, in particular in the contact section or at least in the region of the contact section, so that the connecting element is radially expanded at its first end or at the pressing section by inserting the second fastening means into the connecting bore.
  • the invention also relates to an electrical connection system, in particular an electrical connection system for high-voltage technology, having an electrical connection arrangement according to the above and following statements, and having the second fastening means.
  • the second fastening means is preferably accommodated at least in sections in the contact section within the connecting bore.
  • the electrical connection system has the first fastening means and the second fastening means.
  • the electrical connection system can also have only the first fastening means or only the second fastening means.
  • the second electrical conductor has a fastening recess.
  • the fastening recess is preferably a through hole and is designed to accommodate the second fastening means or the second fastening means can be passed through the fastening recess.
  • the fastening recess, the connecting bore and the contact recess are arranged in alignment with one another, preferably coaxially.
  • the second fastening means has a screw element, preferably a conventional metal screw.
  • the screw element can have a screw shaft which can be passed through the fastening recess of the second electrical conductor and which extends at least in sections through the connecting bore, the screw shaft having an external thread to form the threaded connection with the first fastening means.
  • the screw element can have a screw head that is supported directly (e.g. by a sufficiently large contact flange with a larger cross-sectional extent than the fastening recess) or indirectly (e.g. by a separate contact flange, such as a washer) on the electrical conductor.
  • the second fastening means can also be designed as a bolt and therefore does not necessarily have to have an external thread.
  • the first fastening means can advantageously be designed to accommodate the bolt in a non-positive, precise manner. In this way, a press connection can be established between the fasteners.
  • first fastening means can be interchangeable with the second fastening means - and vice versa.
  • the fasteners themselves can also be arranged interchangeably.
  • a screw element can be provided for connection to the first electrical conductor and a screw nut to the second electrical conductor.
  • the invention also relates to an electrical connection system, in particular an electrical connection system for high-voltage technology, having an electrical connection arrangement according to the above and following statements, and having the first electrical conductor and the second electrical conductor.
  • the electrical connection system preferably has the first fastening means and the two electrical conductors, particularly preferably the first fastening means and the second fastening means and the two electrical conductors.
  • fastening recess allows tolerances in the spatial orientation of the two electrical conductors to be evened out even better.
  • the fastening recess can also be designed as an elliptical recess or as an elongated hole.

Landscapes

  • Connections By Means Of Piercing Elements, Nuts, Or Screws (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Verbindungsanordnung (4) zur elektrischen und mechanischen Verbindung eines ersten elektrischen Leiters (2) mit einem zweiten elektrischen Leiter (3), aufweisend ein elektrisches Verbindungselement (8) mit einem ersten Ende und mit einem zweiten Ende, wobei an dem ersten Ende ein Pressabschnitt (9) angeordnet ist, der zumindest eine seitliche Kontaktfläche (11) zur elektrischen Kontaktierung einer Innenmantelfläche (12) einer Kontaktausnehmung (13) des ersten elektrischen Leiters (2) aufweist, und wobei an dem zweiten Ende ein Anlageabschnitt (10) angeordnet ist, der eine Anlagefläche (14) zur kraftschlüssigen Verbindung mit einer Seitenfläche (15) des zweiten elektrischen Leiters (3) aufweist. Eine Verbindungsbohrung (16) erstreckt sich zumindest zwischen dem Anlageabschnitt (10) und dem Pressabschnitt (9), so dass das Verbindungselement (8) ein erstes Befestigungsmittel (17) aufzunehmen vermag oder selbst ein erstes Befestigungsmittel (17) ausbildet, und ein zweites Befestigungsmittel (18) aufzunehmen vermag, das mit dem ersten Befestigungsmittel (17) verbindbar ist, so dass die kraftschlüssige Verbindung zwischen der Anlagefläche (14) des Anlageabschnitts (10) und der Seitenfläche (15) des zweiten elektrischen Leiters (3) hergestellt wird. Es ist vorgesehen, dass der Pressabschnitt (9) von dem ersten Befestigungsmittel (17) und/oder von dem zweiten Befestigungsmittel (18) radial aufspreizbar ist, um eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der zumindest einen seitlichen Kontaktfläche (11) und der Innenmantelfläche (12) der Kontaktausnehmung (13) zu bewirken, indem die beiden Befestigungsmittel (17, 18) miteinander verbunden werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine elektrische Verbindungsanordnung zur elektrischen und mechanischen Verbindung eines ersten elektrischen Leiters mit einem zweiten elektrischen Leiter, aufweisend ein elektrisches Verbindungselement mit einem an einem ersten Ende angeordneten Pressabschnitt, der zumindest eine seitliche Kontaktfläche zur elektrischen Kontaktierung einer Innenmantelfläche einer Kontaktausnehmung des ersten elektrischen Leiters aufweist, und mit einem an einem zweiten Ende angeordneten Anlageabschnitt, der eine Anlagefläche zur kraftschlüssigen Verbindung mit einer Seitenfläche des zweiten elektrischen Leiters aufweist.
  • Die Erfindung betrifft außerdem ein elektrisches Verbindungssystem, insbesondere ein elektrisches Verbindungssystem für die Hochvolttechnik, und ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen und mechanischen Verbindung zwischen einem ersten elektrischen Leiter und einem zweiten elektrischen Leiter.
  • Bei einer Vielzahl von Anwendungen ist es erforderlich, zwei oder mehr elektrische Leiter miteinander zu verbinden. Mitunter ist hierfür eine starre mechanische Verbindung zwischen den elektrischen Leitern vorteilhaft, insbesondere wenn es sich bei den elektrischen Leitern ebenfalls um starre Bauteile handelt, wie beispielsweise bei Stromschienen in der Hochvolttechnik.
  • Bei der Verbindung zweier elektrischer Leiter, insbesondere starrer elektrischer Leiter, sind häufig Toleranzen in der räumlichen Lage (Position und/oder Orientierung) zwischen den elektrischen Leitern oder deren Schnittstellen bzw. zu verbindenden Abschnitten zu berücksichtigen. Beispielsweise in der Fahrzeugtechnik sind zu verbindende Stromschienen in der Regel an verschiedenen Bauteilen befestigt (beispielsweise eine erste Stromschiene an der Karosserie des Fahrzeugs und eine zweite Stromschiene an einem Energiespeicher oder elektrischen Verbraucher). Die Toleranzen, insbesondere Abstand und Ausrichtung der elektrischen Leiter zueinander, können daher vergleichsweise groß werden.
  • Besondere Anforderungen an die Verbindung elektrischer Leiter werden insbesondere im Hochvoltbereich gestellt. Hochvoltverbindungsanordnungen werden im Fahrzeugbereich vor allem bei Elektro- und/oder Hybridfahrzeugen eingesetzt, um eine Fahrzeugbatterie mit Ladestrom zu versorgen oder um die gespeicherte Energie aus der Batterie zu entnehmen und dem elektrischen Antrieb oder sonstigen elektrischen Verbrauchern zuzuführen. Die Verbindungsanordnung muss dabei eine einwandfreie Übertragung hoher Ströme bei vorzugsweise geringer Transferimpedanz gewährleisten. Bei der Gefahr, die ein Versagen von Bauteilen in einem Elektrofahrzeug zur Folge hätte, müssen außerdem besonders hohe Anforderungen an die Qualität der Leiter und Komponenten der Verbindungsanordnung gestellt werden. So muss eine elektrische Verbindungsanordnung mitunter hohen mechanischen Belastungen standhalten, so dass die elektrische Verbindung nicht unbeabsichtigt, beispielsweise während des Betriebs des Fahrzeugs, getrennt wird.
  • Gleichzeitig ist in der Regel aber auch auf eine einfache bzw. komfortable und sichere Montierbarkeit der Verbindungsanordnung zu achten.
  • In Anbetracht des bekannten Stands der Technik besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine elektrische Verbindungsanordnung bereitzustellen, die einen variablen Abstand zwischen den zu verbindenden elektrischen Leitern auszugleichen vermag, bei vorzugsweise einfacher Montierbarkeit und robuster Bauweise.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt auch die Aufgabe zugrunde, ein elektrisches Verbindungssystem bereitzustellen, bei dem ein variabler Abstand zwischen den zu verbindenden elektrischen Leitern ausgleichbar ist, bei vorzugsweise einfacher Montierbarkeit und robuster Bauweise der beteiligten Verbindungsanordnung.
  • Außerdem ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen und mechanischen Verbindung zwischen elektrischen Leitern bereitzustellen, mit einer Ausgleichsmöglichkeit eines variablen Abstands zwischen den elektrischen Leiter, bei vorzugsweise einfacher Durchführbarkeit.
  • Die Aufgabe wird für die elektrische Verbindungsanordnung mit den in Anspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst. Hinsichtlich des elektrischen Verbindungssystems wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 8 und betreffend das Verfahren durch Anspruch 15 gelöst.
  • Die abhängigen Ansprüche und die nachfolgend beschriebenen Merkmale betreffen vorteilhafte Ausführungsformen und Varianten der Erfindung.
  • Es ist eine elektrische Verbindungsanordnung zur elektrischen und mechanischen Verbindung eines ersten elektrischen Leiters mit einem zweiten elektrischen Leiter vorgesehen.
  • Vorzugsweise ist die elektrische Verbindungsanordnung zur Verwendung in der Hochvolttechnik, insbesondere in der Fahrzeugtechnik, beispielsweise in der Elektromobilität, ausgebildet.
  • Die elektrische Verbindungsanordnung eignet sich daher vorzugsweise zur Übertragung hoher elektrischer Ströme bei hohen elektrischen Spannungen. Die Verbindunganordnung, insbesondere das nachfolgend noch genannte Verbindungselement, kann beispielsweise zur Übertragung elektrischer Ströme von bis zu 100 Ampere, bis zu 200 Ampere, bis zu 300 Ampere, bis zu 400 Ampere, bis zu 500 Ampere, bis zu 600 Ampere, bis zu 2.000 Ampere oder mehr bei vorzugsweise hohen elektrischen Spannungen (z. B. bis zu 500 Volt, bis zu 600 Volt, bis zu 700 Volt, bis zu 800 Volt, bis zu 900 Volt, bis zu 1.000 Volt, bis zu 1.100 Volt, bis zu 1.500 Volt, bis zu 2.000 Volt oder mehr), ausgebildet sein.
  • Der Leiterquerschnitt des wenigstens einen elektrischen Leiters und/oder die Querschnittserstreckung des Verbindungselements kann beispielsweise bis zu 10 mm2, vorzugsweise bis zu 30 mm2, besonders bevorzugt bis zu 60 mm2, noch weiter bevorzugt bis zu 90 mm2, beispielsweise auch bis zu 200 mm2 oder mehr betragen. Insbesondere kann ein Leiterquerschnitt bzw. eine Querschnittserstreckung des Verbindungselements vorgesehen sein, der sich für eine elektrische Energieübertragung in der Hochvolttechnik eignet, also zur Übertragung hoher elektrischer Ströme (beispielsweise 100 Ampere, bis 2.000 Ampere) bei Wechselspannungen von 30 Volt bis 1.000 Volt oder mehr oder Gleichspannungen von 60 Volt bis 2.000 Volt oder mehr, insbesondere in der Fahrzeugtechnik.
  • Erfindungsgemäß weist die elektrische Verbindungsanordnung ein elektrisches Verbindungselement auf. Dieses Verbindungselement umfasst einen an einem ersten Ende angeordneten Pressabschnitt. Der Pressabschnitt weist zumindest eine seitliche Kontaktfläche zur elektrischen Kontaktierung einer Innenmantelfläche einer Kontaktausnehmung des ersten elektrischen Leiters auf.
  • Der erste elektrische Leiter und der zweite elektrische Leiter sind nicht als Komponenten der beanspruchten Verbindungsanordnung zu verstehen. Die Verbindungsanordnung ist hingegen ausgebildet, die separaten elektrischen Leiter auf vorteilhafte Weise miteinander zu verbinden.
  • Durch den Pressabschnitt kann eine radiale bzw. seitliche Kontaktierung innerhalb der Kontaktausnehmung (z. B. einer Durchgangsbohrung oder einer Sacklochbohrung) des ersten elektrischen Leiters ermöglicht werden. Eine stirnseitige Kontaktierung des ersten elektrischen Leiters durch den Pressabschnitt ist hingegen in der Regel nicht vorgesehen, optional aber möglich.
  • Erfindungsgemäß umfasst das Verbindungselement außerdem einen an einem zweiten Ende angeordneten Anlageabschnitt, der eine Anlagefläche zur kraftschlüssigen Verbindung mit einer Seitenfläche des zweiten elektrischen Leiters aufweist.
  • Vorzugsweise ist eine stirnseitige Anlagefläche des Anlageabschnitts vorgesehen, um die dem ersten elektrischen Leiter zugewandte Seitenfläche des zweiten elektrischen Leiters kraftschlüssig zu kontaktieren, insbesondere im Falle der im Folgenden noch beschriebenen Schraubverbindung zwischen den beiden nachfolgend genannten Befestigungsmitteln. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die Anlagefläche eine von der Stirnseite des zweiten Endes des Verbindungselements abgewandte Fläche ist, um die von dem ersten elektrischen Leiter abgewandte Seitenfläche des zweiten elektrischen Leiters zu kontaktieren, insbesondere im Falle der im Folgenden noch beschriebenen Bolzenverbindung zwischen den beiden Befestigungsmitteln.
  • Der Anlageabschnitt eignet sich insbesondere für eine Kontaktierung bzw. eine unmittelbare Verbindung mit dem zweiten elektrischen Leiter. Grundsätzlich ist aber auch eine mittelbare Verbindung möglich, z. B. über eine Distanzscheibe, die zwischen der Anlagefläche und der Seitenfläche des zweiten elektrischen Leiters angeordnet ist. Die Verbindung zwischen dem Anlageabschnitt bzw. dessen Anlagefläche und dem zweiten elektrischen Leiter kann eine rein mechanische Verbindung sein, vorzugsweise ist allerdings neben der mechanischen Verbindung auch eine elektrische Verbindung vorgesehen (unmittelbar oder mittelbar). Wenn eine rein mechanische Verbindung zwischen dem Anlageabschnitt und dem zweiten elektrischen Leiter vorgesehen ist, kann eine elektrisch Verbindung zwischen dem ersten elektrischen Leiter und dem zweiten elektrischen Leiter vorzugsweise über eine leitfähige Verbindung zwischen den beiden Befestigungsmitteln hergestellt werden, die ihrerseits jeweils zumindest mittelbar einen jeweiligen elektrischen Leiter kontaktieren.
  • Eine radiale bzw. seitliche Kontaktierung des zweiten elektrischen Leiters durch den Anlageabschnitt ist in der Regel nicht vorgesehen, optional aber möglich. Grundsätzlich kann der Anlageabschnitt eine beliebige Fläche des zweiten elektrischen Leiters kontaktieren, insbesondere eine Seitenfläche, gegebenenfalls aber auch eine Stirnfläche. Die sich kontaktierenden Flächen des Anlageabschnitts ("Anlagefläche") und des zweiten elektrischen Leiters sind vorzugsweise plan bzw. eben, können gegebenenfalls aber auch gekrümmt verlaufen (konvex und/oder konkav) - im Falle einer Krümmung vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise, mit übereinstimmendem Krümmungsradius für eine möglichst flächige Kontaktierung.
  • Insbesondere kann eine flächige Kontaktierung zwischen der (stirnseitigen) Anlagefläche und der korrespondierenden Seitenfläche des zweiten elektrischen Leiters vorgesehen sein.
  • Es hat sich gezeigt, dass sich ein variabler Abstand zwischen den elektrischen Leitern auf besonders vorteilhafte Weise durch eine Kombination aus axialer Kontaktierung einerseits (insbesondere stirnseitiger Kontaktierung) und radialer bzw. seitlicher Kontaktierung andererseits realisieren lässt.
  • Vorzugsweise weist das Verbindungselement ausschließlich die besagten beiden Enden, also das erste Ende und das zweite Ende, auf. Es kann vorgesehen sein, dass es sich bei dem Verbindungselement um einen vornehmlich länglichen Körper handelt, der sich von seinem ersten Ende bis zu seinem zweiten Ende entlang einer Längsachse bzw. Mittelachse erstreckt. Das Verbindungselement kann optional achsensymmetrisch ausgebildet sein.
  • Es kann vorgesehen sein, dass sich der Pressabschnitt entlang der Längsachse bzw. entlang der Erstreckung des Verbindungselements von seinem ersten Ende zu seinem zweiten Ende unmittelbar an den Anlageabschnitt anschließt. Optional kann allerdings ein den Pressabschnitt und den Anlageabschnitt axial separierender Zwischenabschnitt vorgesehen sein.
  • Erfindungsgemäß erstreckt sich eine Verbindungsbohrung zumindest zwischen dem Anlageabschnitt und dem Pressabschnitt (vorzugsweise erstreckt sich die Verbindungbohrung zumindest ausgehend von dem zweiten Ende des Verbindungselements durch den Anlageabschnitt bis in den Pressabschnitt und/oder ausgehend von dem ersten Ende des Verbindungselements durch den Pressabschnitt bis in den Anlageabschnitt), so dass das Verbindungselement ein erstes Befestigungsmittel aufzunehmen vermag oder selbst ein derartiges Befestigungsmittel ausbildet, und ein zweites Befestigungsmittel aufzunehmen vermag, das mit dem ersten Befestigungsmittel verbindbar ist (insbesondere innerhalb der Verbindungsbohrung). Vorzugsweise sind die Befestigungsmittel über eine gemeinsame Gewindeverbindung verschraubbar oder in der Art einer Bolzenverbindung verpressbar.
  • Vorzugsweise ist das erste Befestigungsmittel in dem Pressabschnitt aufgenommen bzw. aufnehmbar oder in dem Pressabschnitt ausgebildet.
  • Vorzugsweise ist das zweite Befestigungsmittel zumindest in dem Anlageabschnitt aufnehmbar.
  • Vorzugsweise ist die Verbindungsbohrung als Durchgangsbohrung ausgebildet, die sich vollständig durch das Verbindungselement, also von dem ersten Ende bis zu dem zweiten Ende, erstreckt. Es kann sich bei der Verbindungsbohrung gegebenenfalls aber auch um eine Sacklochbohrung handeln, die innerhalb des Pressabschnitts und/oder des Anlageabschnitts endet, so dass das erste Befestigungsmittel beispielsweise verliersicher innerhalb des Pressabschnitts aufgenommen ist.
  • Wie vorstehend bereits erwähnt, kann das Verbindungselement, insbesondere der Pressabschnitt, auch selbst ein erstes Befestigungsmittel ausbilden bzw. einteilig mit dem ersten Befestigungsmittel ausgebildet sein. Der Pressabschnitt kann beispielsweise geschlitzt ausgebildet sein und innenmantelseitig innerhalb der Verbindungsbohrung ein Innengewinde aufweisen, um ein Verbindungselement in der Art eines Spreizdübels bereitzustellen.
  • Die Verbindungsbohrung kann optional verschiedene Absätze bzw. Stufen entlang ihrer Längserstreckung aufweisen, beispielsweise eine Stufe bzw. einen Absatz zwischen Anlageabschnitt und Pressabschnitt, so dass sich das erste Befestigungsmittel und/oder das zweite Befestigungsmittel axial abzustützen vermag. Die Verbindungsbohrung kann vorzugsweise innerhalb des Anlageabschnitts eine kleinere Querschnittserstreckung bzw. einen kleineren Durchmesser aufweisen als in dem Pressabschnitt - oder umgekehrt.
  • Die Verbindungsbohrung muss grundsätzlich nicht rund ausgebildet sein, wobei eine runde Verbindungsbohrung allerdings bevorzugt ist. Möglich sind jedenfalls auch eine Ausgestaltung der Verbindungsbohrung in einer beliebigen polygonalen (beispielsweise dreieckig, viereckig, fünfeckig, sechseckig, siebeneckig, achteckig, etc.), sternförmigen oder sonstigen Form, z. B. auch eine Ausgestaltung als Langloch oder elliptische Ausnehmung.
  • An dieser Stelle sei erwähnt, dass weder das erste Befestigungsmittel noch das zweite Befestigungsmittel zwingend als Teil der beanspruchten Verbindungsanordnung zu verstehen ist. Die Verbindungsanordnung bzw. das Verbindungselement kann ausgebildet sein, mit den Befestigungsmitteln entsprechend funktional zusammenzuwirken.
  • Aufgrund der Verbindungsbohrung zwischen Anlageabschnitt und Pressabschnitt ist es möglich, die beiden Befestigungsmittel innerhalb der gemeinsamen Verbindungsbohrung miteinander zu verbinden, insbesondere zu verschrauben oder zu verpressen. Durch die axiale Verbindbarkeit der beiden Befestigungsmittel ist auf vorteilhafte Weise eine axiale Kraftkomponente in die Verbindung zwischen den elektrischen Leitern einleitbar, beispielsweise wenn sich das zweite Befestigungsmittel auf der von der dem ersten elektrischen Leiter abgewandten Seite des zweiten elektrischen Leiter abstützt und das Verbindungselement samt erstem Befestigungsmittel in Richtung des zweiten elektrischen Leiters zieht, während gleichzeitig der Pressabschnitt aufgespreizt wird.
  • Bei der Gewindeverbindung (Innengewinde und Außengewinde) der Befestigungsmittel kann es sich vorzugsweise um eine Normgewindeverbindung handeln, beispielsweise M2 bis M10. Auf die konkrete Ausgestaltung der Gewindeverbindung kommt es grundsätzlich aber nicht unbedingt an.
  • Erfindungsgemäß ist der Pressabschnitt von dem ersten Befestigungsmittel und/oder von dem zweiten Befestigungsmittel radial aufspreizbar, um eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der zumindest einen seitlichen Kontaktfläche und der Innenmantelfläche der Kontaktausnehmung zu bewirken, indem die beiden Befestigungsmittel miteinander verbunden (beispielsweise verschraubt oder verpresst) werden.
  • Durch die Möglichkeit des Aufspreizens des Pressabschnitts kann zwischen dem Pressabschnitt und dem ersten elektrischen Leiter innerhalb der Kontaktausnehmung eine mechanisch und elektrisch außerordentlich robuste und niederohmige Verbindung hergestellt werden. Die Verbindung kann selbst dann zuverlässig hergestellt werden, wenn die beiden elektrischen Leiter in ihrer räumlichen Lage nicht ideal aufeinander ausgerichtet sind, also wenn beispielsweise ein axialer Versatz oder eine Verkippung zwischen den beiden elektrischen Leitern besteht.
  • Mittels des Pressabschnitts und der Möglichkeit des Aufspreizens des Pressabschnitts für die besagte kraftschlüssige Verbindung ist es möglich, eine Pressverbindung zwischen dem elektrischen Verbindungselement und dem ersten elektrischen Leiter innerhalb der Kontaktausnehmung herzustellen, in der Art einer flexiblen Presspassung. Der Kraftschluss zwischen Pressabschnitt und Kontaktausnehmung kann insbesondere mittels einer Verschraubung der beiden Befestigungsmittel von einem Monteur komfortabel und präzise einstellbar sein.
  • Durch die vorgeschlagene Verbindungsanordnung kann außerdem auch besagte kraftschlüssige Verbindung zwischen der Anlagefläche des Anlageabschnitts und der korrespondierenden Seitenfläche des zweiten elektrischen Leiters hergestellt werden. Während des gegenseitigen Verschraubens der beiden Befestigungsmittel kann sich der Anlageabschnitt mit seiner stirnseitigen Anlagefläche aufgrund der axialen Bewegung des zweiten Befestigungsmittels in Richtung auf den zweiten elektrischen Leiter bewegen, bis sich die stirnseitige Anlagefläche und der zweite elektrische Leiter kraftschlüssig in Anlage miteinander befinden. Dies erfolgt in der Regel noch vor dem Aufspreizen des Pressabschnitts.
  • Insgesamt kann ein vorteilhafter, axialer Kraftschluss mit dem zweiten elektrischen Leiter und einen radialer Kraftschluss innerhalb der Kontaktausnehmung des ersten elektrischen Leiters ermöglicht werden, bei hohem Toleranzausgleich und einfacher Montierbarkeit.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Verbindungselement vornehmlich hülsenförmig ausgebildet ist.
  • Insbesondere bei einem hülsenförmigen Verbindungselement kann vorgesehen sein, dass sich die Verbindungsbohrung vollständig durch das Verbindungselement erstreckt.
  • Das Verbindungselement, insbesondere ein hülsenförmiges Verbindungselement, kann besonders einfach im Rahmen der Montage zwischen die elektrischen Leiter eingebracht werden. Hierzu kann das Verbindungselement mit seinem Pressabschnitt beispielsweise zunächst in die Kontaktausnehmung des ersten elektrischen Leiters eingelegt werden.
  • Es kann eine verliersichere Vormontage der Verbindungsanordnung vorgesehen sein, insbesondere eine verliersichere Vormontage des Verbindungselements, beispielsweise innerhalb einer Gehäuseschale und/oder eines Berührschutzelement eines der elektrischen Leiter, insbesondere des ersten elektrischen Leiters.
  • Der Anlageabschnitt ist vorzugsweise aus einem elektrisch leitfähigen Material ausgebildet, insbesondere vollständig aus einem elektrisch leitfähigen Material ausgebildet. Vorzugsweise ist der Pressabschnitt aus einem elektrisch leitfähigen Material ausgebildet, insbesondere vollständig aus einem elektrisch leitfähigen Material ausgebildet. Der Anlageabschnitt und/oder der Pressabschnitt können beispielsweise aus einem Metall ausgebildet sein, beispielsweise aus Kupfer oder Aluminium.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Anlageabschnitt einteilig mit dem Pressabschnitt ausgebildet ist.
  • Grundsätzlich kann es von Vorteil sein, wenn das Verbindungselement vollständig einteilig ausgebildet ist, insbesondere ist es allerdings zumindest vorteilhaft, den Anlageabschnitt und den Pressabschnitt einteilig auszubilden. Alternativ zu einer einteiligen Ausgestaltung des Anlageabschnitts und des Pressabschnitts können der Anlageabschnitt und der Pressabschnitt aneinander befestigt sein (kraftschlüssig, stoffschlüssig und/oder formschlüssig).
  • In der Regel besteht das Verbindungselement ausschließlich aus dem Anlageabschnitt und dem Pressabschnitt und weist keine weiteren Komponenten auf (optional können allerdings noch weitere Komponenten vorgesehen sein, einteilig oder mehrteilig).
  • Optional kann die Verbindungsanordnung Berührschutzmittel aufweisen, die aus einem elektrisch isolierenden Material ausgebildet sind, beispielsweise aus einem Kunststoff, und das Verbindungselement zumindest teilweise ummanteln. Beispielsweise kann ein Berührschutzmittel vorgesehen sein, das den Anlageabschnitt und/oder den Pressabschnitt zumindest abschnittsweise ummantelt, gegebenenfalls gemeinsam, um einen Berührschutz für einen Monteur oder Benutzer der Verbindungsanordnung bereitzustellen, so dass keine leitfähigen Komponenten unbeabsichtigt berührt werden können.
  • Es kann vorgesehen sein, dass das Verbindungselement, insbesondere der Anlageabschnitt und/oder der Pressabschnitt, eine Beschichtung aufweisen, um die elektrischen und mechanischen Eigenschaften des Verbindungselements gezielt zu beeinflussen, ganz besonders bevorzugt im Bereich einer elektrischen und mechanischen Anlage- oder Kontaktfläche, wie der seitlichen Kontaktfläche des Pressabschnitts oder der Anlagefläche des Anlageabschnitts. Durch die Beschichtung können der Haftreibungskoeffizient, die elektrische Leitfähigkeit und/oder die Wärmeleitfähigkeit bei der Verbindung jeweils verbessert bzw. angepasst werden.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Verbindungselement eine mechanische Schnittstelle für eine verdrehsichere mechanische Verbindung mit zumindest einem der elektrischen Leiter aufweist.
  • Vorzugsweise weist der Anlageabschnitt des Verbindungselements die mechanische Schnittstelle auf. Auch der Pressabschnitt oder eine sonstige Komponente des Verbindungselements kann gegebenenfalls die mechanische Schnittstelle aufweisen. Die mechanische Schnittstelle kann auch zwischen dem Anlageabschnitt und dem Pressabschnitt ausgebildet sein, mitunter auch gemeinsam an dem Anlageabschnitt und dem Pressabschnitt.
  • Es können auch mehrere mechanische Schnittstellen vorgesehen sein, beispielswiese eine erste mechanische Schnittstelle für eine verdrehsichere Verbindung mit dem ersten elektrischen Leiter und eine zweite mechanische Schnittstelle für eine verdrehsichere Verbindung mit dem zweiten elektrischen Leiter.
  • Bei der mechanischen Schnittstelle kann es sich insbesondere um einen axialen Abschnitt entlang der Längsachse bzw. zwischen den beiden Enden des Verbindungselements handeln, der einen polygonalen Querschnitt aufweist. Die Außenmantelfläche des Verbindungselements im Bereich der mechanischen Schnittstelle kann daher beispielsweise ein dreieckiges, viereckiges, fünfeckiges, sechseckiges, siebeneckiges, achteckiges oder sonstiges Querschnittsprofil aufweisen.
  • Alternativ zu einem polygonalen Querschnittsprofil kann beispielsweise auch ein sternförmiges Profil oder ein Rippen-Nut-Mechanismus vorgesehen sein, um die verdrehsichere Verbindung zu ermöglichen. Grundsätzlich kann eine beliebige formschlüssige und/oder stoffschlüssige Verbindung (z. B. Klebung), gegebenenfalls sogar kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Verbindungselement und zumindest einem der elektrischen Leiter vorgesehen sein, um eine verdrehsichere Verbindung bereitzustellen.
  • Insbesondere wenn die mechanische Verbindung zwischen den beiden Leitern durch das Verschrauben des ersten Befestigungsmittels mit dem zweiten Befestigungsmittel hergestellt wird, kann eine verdrehsichere Anordnung des Verbindungselements zwischen den elektrischen Leitern vorteilhaft sein, um die Montierbarkeit zu vereinfachen. Alternativ oder zusätzlich zu einer verdrehsicheren Verbindung mit zumindest einem der elektrischen Leiter kann die mechanische Schnittstelle grundsätzlich auch ausgebildet sein, um mit einem Werkzeug, beispielsweise einem Schraubschlüssel, verdrehsicher verbindbar zu sein, so dass der Monteur das Verbindungselement manuell fixieren kann, während er die Schraubverbindung der Befestigungsmittel herstellt. Auf eine verdrehsichere Verbindung kann gegebenenfalls auch vollständig verzichtet werden, beispielsweise wenn die Befestigungsmittel miteinander verpresst werden sollen (z. B. wenn das zweite Befestigungsmittel als Bolzen und das erste Befestigungsmittel als Aufnahme für den Bolzen ausgebildet ist).
  • Die verdrehsichere Verbindung mit dem zumindest einen elektrischen Leiter kann unmittelbar durch Zusammenwirken der mechanischen Schnittstelle mit einer korrespondierenden mechanischen Gegenschnittstelle des jeweiligen elektrischen Leiters erfolgen. Die verdrehsichere Verbindung kann aber (in der Regel bevorzugt) auch mittelbar durch Zusammenwirken der mechanischen Schnittstelle mit einer korrespondierenden mechanischen Gegenschnittstelle einer Gehäuseschale des jeweiligen elektrischen Leiters erfolgen, die wiederum mechanisch verdrehsicher mit dem elektrischen Leiter verbunden ist.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Pressabschnitt ausgebildet ist, das erste Befestigungsmittel verdrehsicher aufzunehmen.
  • Der Pressabschnitt kann vorzugsweise eine geeignete Innengeometrie innerhalb der Verbindungsbohrung aufweisen, die sich verdrehsicher mit einer korrespondierenden Außengeometrie des ersten Befestigungsmittels verbinden lässt. Besagte Außengeometrie des ersten Befestigungsmittels ist vorzugsweise an dem dem zweiten elektrischen Leiter zugewandten Endbereich des ersten Befestigungsmittels angeordnet (wenn das erste Befestigungsmittel in dem Pressabschnitt montiert ist).
  • Dadurch, dass das erste Befestigungsmittel in dem Pressabschnitt verdrehsicher aufgenommen sein kann, kann die Verschraubung mit dem zweiten Befestigungsmittel noch einfacher erfolgen, insbesondere (aber nicht ausschließlich) dann, wenn das Verbindungselement außerdem die vorstehend genannte mechanische Schnittstelle zur verdrehsicheren mechanischen Verbindung mit zumindest einem der elektrischen Leiter aufweist. Die Verbindungsanordnung kann schließlich besonders komfortabel montierbar sein, indem der Monteur ein Drehmoment bzw. eine Drehung in eines der Befestigungsmittel (insbesondere in das zweite Befestigungsmittel) einleitet, ohne weitere Maßnahmen ergreifen zu müssen. Insbesondere die Notwendigkeit des Ansetzens eines zusätzlichen Werkzeugs zum Gegenhalten beim Verschrauben kann entfallen.
  • Zur Erhöhung der Haftreibung zwischen dem ersten Befestigungsmittel und dem Pressabschnitt können das erste Befestigungsmittel und/oder der Pressabschnitt eine geeignete Beschichtung und/oder Strukturierung der Oberfläche aufweisen (z. B. eine Riffelung). Eine entsprechende Beschichtung und/oder Oberflächenstrukturierung kann beispielsweise auch bei der Verbindung zwischen der seitlichen Kontaktfläche des Pressabschnitts und der Innenmantelfläche der Kontaktausnehmung des ersten elektrischen Leiters und/oder bei der Verbindung zwischen der Seitenfläche des zweiten elektrischen Leiters und der Anlagefläche des Anlageabschnitts vorgesehen sein.
  • Optional kann vorgesehen sein, dass der Pressabschnitt ausgebildet ist, das Befestigungsmittel verliersicher aufzunehmen. Hierfür kann der Pressabschnitt an seinem freien Ende beispielsweise einen Rasthaken aufweisen.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Pressabschnitt in Längsrichtung geschlitzt ist, um die zumindest eine seitliche Kontaktfläche zwischen jeweils zwei Längsschlitzen auszubilden.
  • Vorzugsweise werden auf diese Weise mehrere seitliche Kontaktflächen ausgebildet, insbesondere in der Art von Federlaschen eines Federkorbes.
  • Die zumindest eine seitliche Kontaktfläche bzw. Federlasche weist vorzugsweise ein bewegliches, freies Ende auf, das dem ersten Ende des Verbindungselements entspricht.
  • Die zumindest eine seitliche Kontaktfläche bzw. Federlasche kann allerdings auch beidseitig angebunden sein, also kein freies Ende aufweisen. In diesem Fall kann es besonders vorteilhaft sein, das erste Befestigungsmittel zwischen dem ersten Ende des Verbindungselements und der wenigstens einen Federlasche (also "unterhalb" der Federlaschen) anzuordnen bzw. auszubilden, so dass eine Verschraubung mit dem zweiten Befestigungsmittel durch die in Richtung des zweiten Befestigungsmittels gerichtete Axialkraft eine radiale Ausbauchung der Federlaschen verursacht oder verstärkt.
  • Aufgrund der Längsschlitzung des Pressabschnitts ist es möglich, die zumindest eine seitliche Kontaktfläche mittels des ersten Befestigungsmittels zerstörungsfrei radial auszulenken, um damit die kraftschlüssige Verbindung innerhalb der Kontaktausnehmung zu bewirken.
  • Alternativ zu einer Längsschlitzung können allerdings beliebige sonstige Maßnahmen vorgesehen sein, die ebenfalls eine radiale Aufspreizung des Pressabschnitts ermöglichen, insbesondere eine zerstörungsfreie radiale Aufspreizung. Gegebenenfalls kann sogar eine permanente Umformung des Pressabschnitts durch das Verschrauben oder Verpressen der beiden Befestigungsmittel vorgesehen sein, um die kraftschlüssige Verbindung innerhalb der Kontaktausnehmung zu bewirken.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die zumindest eine seitliche Kontaktfläche eine konvexe Wölbung aufweist.
  • Durch die konvexe Wölbung der zumindest einen seitlichen Kontaktfläche ist es möglich, einen Versatz zwischen den beiden elektrischen Leitern quer zur Verbindungsrichtung bzw. zur Erstreckung des Verbindungselements oder eine Verkippung der elektrischen Leiter relativ zueinander auszugleichen, da sich das Verbindungselement dann ohne Kontaktverlust innerhalb der Kontaktausnehmung verkippen kann. Auf diese Weise kann ein Art Kugellagerung für die Verbindung zwischen Pressabschnitt und Kontaktausnehmung bereitgestellt werden. Beispielsweise kann eine winklige Anordnung zwischen den beiden elektrischen Leitern von bis zu 5° oder mehr durch die konvexe Wölbung überbrückbar sein kann.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Kontaktausnehmung des ersten elektrischen Leiters axial verlängert ist, wenn die Dicke des ersten elektrischen Leiters für eine kraftschlüssige, toleranzausgleichende Verbindung mit dem Pressabschnitt nicht ausreichend ist. Hierfür kann optional ein hülsenförmiger Körper auf dem elektrischen Leiter aufgesetzt sein (einteilig oder als separates Bauteil), um die Kontaktausnehmung entsprechend zu verlängern.
  • Die Erfindung betrifft auch ein elektrisches Verbindungssystem, insbesondere ein elektrisches Verbindungssystem für die Hochvolttechnik, aufweisend eine elektrische Verbindungsanordnung gemäß den vorstehenden und nachfolgenden Ausführungen, sowie das erste Befestigungsmittel.
  • Das erste Befestigungsmittel ist vorzugsweise in dem Pressabschnitt innerhalb der Verbindungsbohrung aufgenommen, insbesondere verliersicher aufgenommen.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass sich, zur Bewirkung des Aufspreizens des Pressabschnitts als Folge des Verschraubens der beiden Befestigungsmittel, das erste Befestigungsmittel außenmantelseitig in Richtung auf das zweite Ende des Verbindungselements verjüngt.
  • Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass sich, zur Bewirkung des Aufspreizens des Pressabschnitts als Folge des Verschraubens der beiden Befestigungsmittel, der Pressabschnitt innenmantelseitig, innerhalb der Verbindungsbohrung, in Richtung auf das zweite Ende des Verbindungselements verjüngt.
  • Durch die schräge Fläche kann eine axiale Bewegung des ersten Befestigungsmittels beim Verschrauben mit dem zweiten Befestigungsmittel eine radiale Aufspreizung zur Folge haben.
  • Ein besonders guter Effekt der Aufspreizung bzw. Kraftumlenkung ergibt sich, wenn sich beide Verbindungspartner entsprechend verjüngen, vorzugsweise mit derselben Steigung der Verjüngung. Grundsätzlich kann es aber bereits ausreichend sein, wenn sich nur einer der beiden Verbindungspartner (erstes Befestigungsmittel oder Pressabschnitt) entsprechend verjüngt.
  • Durch die beschriebene Verjüngung des ersten Befestigungsmittels und/oder des Pressabschnitts ist es möglich, den Pressabschnitt durch das Verschrauben des ersten Befestigungsmittels mit dem zweiten Befestigungsmittel mit technisch besonders einfachen Mitteln radial aufzuspreizen, während das erste Befestigungsmittel tiefer in den Pressabschnitt eindringt. Während der Translation des Pressabschnitts in Richtung auf den zweiten elektrischen Leiter wird der Pressabschnitt bzw. dessen zumindest eine seitliche Kontaktfläche radial nach außen gegen die Innenmantelfläche der Kontaktausnehmung gedrückt.
  • Der entsprechende Berührbereich zwischen dem ersten Befestigungsmittel und dem Pressabschnitt ist vorzugsweise konisch geformt; es ist also vorzugsweise eine konische Verjüngung vorgesehen. Grundsätzlich kann allerdings eine beliebige Verjüngung bzw. ein beliebig konkav/konvexer Berührungsbereich vorgesehen sein.
  • Eine Verjüngung ist außerdem auch nicht unbedingt erforderlich, um das Aufspreizen zu bewirken. Es können beispielsweise auch entlang des Umfangs des ersten Befestigungsmittels verteilt angeordnete Noppen, bauchige oder sonstige Erhebungen etc. vorgesehen sein, die erst dann in Anlage mit der Innenmantelfläche der Kontaktausnehmung kommen, wenn das erste Befestigungsmittel durch die Verschraubung weiter in den Pressabschnitt eindringt, so dass die Erhebungen anschließend gegen die Innenmantelfläche drücken und die Aufspreizung bewirken. Insbesondere müssen die Erhebungen entlang des Umfangs des ersten Befestigungsmittels nicht vollständig umlaufend angeordnet sein; beispielsweise können mehrere punktuell oder abschnittsweise entlang des Umfangs des ersten Befestigungsmittels verteilt angeordnete, voneinander abgegrenzte Erhebungen vorgesehen sein.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das erste Befestigungsmittel ein Innengewinde zur Ausbildung der Gewindeverbindung mit dem zweiten Befestigungsmittel aufweist. Vorzugsweise weist das erste Befestigungsmittel eine Schraubenmutter auf oder ist als Schraubenmutter ausgebildet.
  • Insbesondere ein als Schraubenmutter ausgebildetes erstes Befestigungsmittel hat sich als besonders geeignet herausgestellt. Es kann sich allerdings insbesondere ein beliebiges hülsenförmiges erstes Befestigungsmittel eignen, insbesondere ein hülsenförmiges Befestigungsmittel mit einem Innengewinde. Alternativ kann aber auch ein schaftförmiges erstes Befestigungsmittel vorgesehen sein, beispielsweise ein Schraubenelement mit einem Außengewinde oder ein Bolzen ohne ein Außengewinde.
  • Wie bereits erwähnt kann auch eine Presspassung bzw. Pressverbindung zwischen den Befestigungsmitteln vorgesehen sein. Eine Gewindeverbindung ist daher nicht unbedingt erforderlich. Das erste Befestigungsmittel kann dann insbesondere eine passgenaue Aufnahme für einen Bolzen bzw. einen Bolzenschaft bzw. ein längliches zweites Befestigungsmittel aufweisen. Optional kann das erste Befestigungsmittel eine Verjüngung innerhalb der Verbindungsbohrung aufweisen, insbesondere in dem Anlageabschnitt oder zumindest im Bereich des Anlageabschnitts, so dass das Verbindungselement durch das Einführen des zweiten Befestigungsmittels in die Verbindungsbohrung an seinem ersten Ende bzw. an dem Pressabschnitt radial aufgespreizt wird.
  • Die Erfindung betrifft auch ein elektrisches Verbindungssystem, insbesondere ein elektrisches Verbindungssystem für die Hochvolttechnik, aufweisend eine elektrische Verbindungsanordnung gemäß den vorstehenden und nachfolgenden Ausführungen, und aufweisend das zweite Befestigungsmittel.
  • Das zweite Befestigungsmittel ist vorzugsweise in dem Anlageabschnitt innerhalb der Verbindungsbohrung zumindest abschnittsweise aufgenommen.
  • Vorzugsweise weist das elektrische Verbindungssystem das erste Befestigungsmittel und das zweite Befestigungsmittel auf. Das elektrische Verbindungssystem kann grundsätzlich allerdings auch nur das erste Befestigungsmittel oder nur das zweite Befestigungsmittel aufweisen.
  • Es kann vorgesehen sein, dass der zweite elektrische Leiter eine Befestigungsausnehmung aufweist. Die Befestigungsausnehmung ist vorzugsweise eine Durchgangsbohrung und ausgebildet, das zweite Befestigungsmittel aufzunehmen bzw. das zweite Befestigungsmittel ist durch die Befestigungsausnehmung hindurchführbar.
  • Vorzugsweise sind im montierten Zustand des Verbindungssystems die Befestigungsausnehmung, die Verbindungsbohrung und die Kontaktausnehmung zueinander fluchtend, vorzugsweise koaxial, angeordnet.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das zweite Befestigungsmittel ein Schraubenelement aufweist, vorzugsweise eine herkömmliche Metallschraube.
  • Das Schraubenelement kann einen Schraubenschaft aufweisen, der durch die Befestigungsausnehmung des zweiten elektrischen Leiters hindurchführbar ist, und der sich zumindest abschnittsweise durch die Verbindungsbohrung erstreckt, wobei der Schraubenschaft zur Ausbildung der Gewindeverbindung mit dem ersten Befestigungsmittel ein Außengewinde aufweist.
  • Das Schraubenelement kann einen Schraubenkopf aufweisen, der sich unmittelbar (z. B. durch einen ausreichend großen Anlageflansch mit größer Querschnittserstreckung als die Befestigungsausnehmung) oder mittelbar (z. B. durch einen separaten Anlageflansch, wie eine Unterlegscheibe) auf dem elektrischen Leiter abstützt.
  • Anstelle eines Schraubenelements, das durch eine Befestigungsausnehmung des zweiten elektrischen Leiters hindurchgeführt wird, kann sich das zweite Befestigungsmittel gegebenenfalls auch einteilig von einer Seitenfläche des zweiten elektrischen Leiters erheben oder entsprechend mit dem zweiten elektrischen Leiter verbunden sein, so dass sich das zweite Befestigungsmittel als Schaft quer, vorzugsweise orthogonal, zu der entsprechenden Seitenfläche des zweiten elektrischen Leiters erstreckt. Die Ausgestaltung des zweiten Befestigungsmittels als Schraubenelement ist allerdings bevorzugt.
  • Das zweite Befestigungsmittel kann auch als Bolzen ausgebildet sein und muss daher nicht unbedingt ein Außengewinde aufweisen. Das erste Befestigungsmittel kann in diesem Fall vorteilhaft zur kraftschlüssigen, passgenauen Aufnahme des Bolzens ausgebildet sein. Auf diese Weise kann eine Pressverbindung zwischen den Befestigungsmitteln hergestellt werden.
  • An dieser Stelle sei erwähnt, dass Merkmale, die sich auf das erste Befestigungsmittel beziehen, mit dem zweiten Befestigungsmittel austauschbar sein können - und umgekehrt. Auch die Befestigungsmittel selbst können vertauscht angeordnet sein. Beispielsweise kann zur Verbindung mit dem ersten elektrischen Leiter ein Schraubenelement und mit dem zweiten elektrischen Leiter eine Schraubenmutter vorgesehen sein.
  • Die Erfindung betrifft auch ein elektrisches Verbindungssystem, insbesondere ein elektrisches Verbindungssystem für die Hochvolttechnik, aufweisend eine elektrische Verbindungsanordnung gemäß den vorstehenden und nachfolgenden Ausführungen, und aufweisend den ersten elektrischen Leiter und den zweiten elektrischen Leiter.
  • Vorzugsweise weist das elektrische Verbindungssystem das erste Befestigungsmittel und die beiden elektrischen Leiter, besonders bevorzugt das erste Befestigungsmittel und das zweite Befestigungsmittel und die beiden elektrischen Leiter, auf.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die elektrischen Leiter als starre elektrische Leiter, beispielsweise als Stromschienen, ausgebildet sind. Es kann sich bei den elektrischen Leitern grundsätzlich aber um beliebige elektrische Leiter handeln, beispielsweise auch um flexible elektrische Leiter (z. B. Eindraht-Leiter oder Litzen), die optional an einem zur Verbindung mit dem jeweils anderen elektrischen Leiter vorgesehenen Abschnitt plattenförmig kompaktiert sind, beispielsweise durch ein Kaltschweißverfahren.
  • Zumindest einer der elektrischen Leiter kann an einem unabhängigen Bauteil, beispielsweise an einem Karosseriebauteil eines Fahrzeugs, befestigt oder befestigbar sein. Alternativ oder zusätzlich kann auch vorgesehen sein, dass zumindest einer der elektrischen Leiter an einem elektrischen Verbraucher oder Hochvoltspeicher befestigt oder befestigbar ist.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Befestigungsausnehmung des zweiten elektrischen Leiters, durch die das zweite Befestigungsmittel hindurchgeführt ist bzw. hindurchführbar ist, zum Ausgleich von mechanischen Toleranzen eine größere Querschnittserstreckung aufweist als der durch die Befestigungsausnehmung verlaufende Abschnitt des zweiten Befestigungsmittels.
  • Die Befestigungsausnehmung kann gegebenenfalls auch eine größere Querschnittserstreckung aufweisen als die Kontaktausnehmung des zweiten elektrischen Leiters.
  • Durch eine übergroße Befestigungsausnehmung können Toleranzen bei der räumlichen Orientierung der beiden elektrischen Leiter noch besser ausgeblichen werden. Beispielsweise kann die Befestigungsausnehmung auch als elliptische Ausnehmung oder als Langloch ausgebildet sein.
  • Im Falle einer "übergroßen" Befestigungsausnehmung kann insbesondere vorgesehen sein, dass das zweite Befestigungsmittel zur Abstützung einen entsprechend großen Anlageflansch aufweist, wie beispielsweise einen "übergroßen" Schrauben- oder Bolzenkopf oder eine Unterlegscheibe, mit einer größeren Querschnittserstreckung als die Befestigungsausnehmung.
  • Es kann vorgesehen sein, dass das elektrische Verbindungssystem neben dem ersten elektrischen Leiter und dem zweiten elektrischen Leiter noch weitere elektrische Leiter aufweist. Beispielsweise können ein dritter elektrischer Leiter und ein vierter elektrischer Leiter vorgesehen sein, die mittels einer weiteren Verbindungsanordnung miteinander elektrisch und mechanisch verbunden werden können. Auf diese Weise können beliebig viele Leiterpaare gebildet werden.
  • Insbesondere können im Rahmen des erfindungsgemäßen Verbindungssystems mehrere Stromschienen, die in einer gemeinsamen Baugruppe hochvoltspeicherseitig kombiniert sind und optional über Sicherungen, Relais oder sonstige elektrische Bauteile und Baugruppen miteinander verbunden sind, über entsprechende Verbindungsanordnung mit Stromschienen weiterverbunden werden, die Teil eines gemeinsamen Anschlussfeldes zur Versorgung einzelner Verbraucher darstellen.
  • Es kann vorgesehen sein, dass das elektrische Verbindungssystem außerdem einen oder mehrere Modulverbinder aufweist, die jeweils einen oder mehrere weitere elektrische Leiter aufweisen und mit den jeweiligen Endverbrauchern und dem ersten elektrischen Leiter oder dem zweiten elektrischen Leiter in Verbindung stehen.
  • Grundsätzlich kann vorgesehen sein, dass das elektrische Verbindungssystem mehrere Verbindungselemente zur Verbindung der beiden elektrischen Leiter aufweist oder auch noch weitere elektrische Leiter aufweist, die ein gemeinsames Leiterpaar ausbilden und mittels jeweils eines Verbindungselements miteinander verbunden sind.
  • Insbesondere kann eine mehrpolige elektrische Verbindung aus zumindest zwei Leiterpaaren (ein erstes Leiterpaar aus dem ersten elektrischen Leiter und dem zweiten elektrischen Leiter und ein zweites Leiterpaar aus einem dritten elektrischen Leiter und einem vierten elektrischen Leiter) vorgesehen sein, um insbesondere eine Verbindungsmöglichkeit für einen vollständigen Stromkreis bereitzustellen.
  • Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen und mechanischen Verbindung zwischen einem ersten elektrischen Leiter und einem zweiten elektrischen Leiter, aufweisend zumindest die folgenden Verfahrensschritte:
    • Anordnen eines elektrischen Verbindungselements mit einem an einem ersten Ende angeordneten Pressabschnitt, einem an einem zweiten Ende angeordneten Anlageabschnitt und einer Verbindungsbohrung, die sich zumindest zwischen dem Anlageabschnitt und dem Pressabschnitt erstreckt, zwischen den elektrischen Leitern;
    • Einbringen eines ersten Befestigungsmittels in die Verbindungsbohrung (vorzugsweise innerhalb des Pressabschnitts) oder gestalten des Verbindungselements (vorzugsweise des Pressabschnitts) derart, so dass dieses selbst ein erstes Befestigungsmittel ausbildet;
    • Einbringen eines zweiten Befestigungsmittels in die Verbindungsbohrung (vorzugsweise zumindest innerhalb des Anlageabschnitts); und
    • Verbinden der beiden Befestigungsmittel, so dass das erste Befestigungsmittel oder das zweite Befestigungsmittel den Pressabschnitt radial aufspreizt, um eine kraftschlüssige Verbindung zwischen zumindest einer seitlichen Kontaktfläche des Pressabschnitts und einer Innenmantelfläche einer Kontaktausnehmung des ersten elektrischen Leiters zu bewirken.
  • Vorzugsweise ist außerdem vorgesehen, dass durch das Verbinden der Befestigungsmittel eine Anlagefläche des Anlageabschnitts mit einer Seitenfläche des zweiten elektrischen Leiters in axialer Richtung in Kontakt tritt (insbesondere kraftschlüssig), vorzugsweise noch bevor der Pressabschnitt aufgespreizt wird.
  • Auf vorteilhafte Weise kann dadurch eine elektrisch leitende, flexible Ausgleichseinheit zur Verbindung insbesondere starrer elektrischer Leiter bereitgestellt werden. Die Ausgleichseinheit bzw. die Verbindunganordnung ist äußerst einfach montierbar und in der Verwendung außerordentlich robust.
  • Die elektrische Verbindungsanordnung kann zwischen den beiden elektrischen Leitern, insbesondere Stromschienen, angeordnet werden, wobei beide elektrische Leiter bzw. Stromschienen vorzugsweise jeweilige Ausnehmungen bzw. Bohrungen aufweisen können (Kontaktausnehmung und Befestigungsausnehmung). Durch die Verbindungskraft (insbesondere Verschraubungskraft oder Presskraft) zwischen den beiden Befestigungsmitteln kann einerseits die Anlagefläche in Anlage mit der Seitenfläche des zweiten elektrischen Leiters gebracht und in Axialrichtung kraftschlüssig fixiert und gleichzeitig der Pressabschnitt radial aufgespreizt werden, um sich in der Kontaktausnehmung des ersten elektrischen Leiters zu verklemmen.
  • Erfindungsgemäß kann selbst in verschiedenen Toleranzlagen der elektrischen Leiter eine stabile, niederohmige Stromübertragung bereitgestellt werden. Die Befestigung bzw. Fixierung kann auf vorteilhafte Weise mit einem dreiteiligen System aus Verbindungselement, erstem Befestigungsmittel und zweitem Befestigungsmittel ermöglich werden.
  • Der elektrische Leiter kann Teil eines Anschlussfeldes sein (verbraucherseitig und/oder versorgerseitig). Vorzugsweise kann auf die vorstehend beschriebene Weise eine elektrische oder mechanische Verbindung zwischen zwei Stromschienen eines Hochvoltsystems bereitgestellt werden. So kann beispielsweise ein Hochvoltspeicher, beispielsweise eine Fahrzeugbatterie, über eine erste Stromschiene mit einer zweiten Stromschiene zur Versorgung zumindest eines elektrischen Verbrauchers (zum Beispiel des Hauptaggregats im Traktionspfad oder eines Nebenaggregats im Nebenaggregatpfad) hergestellt werden.
  • Merkmale, die im Zusammenhang mit einem der Gegenstände der Erfindung, namentlich gegeben durch die erfindungsgemäßen elektrische Verbindungsanordnung, das erfindungsgemäße elektrische Verbindungssystem und das erfindungsgemäße Verfahren beschrieben wurden, sind auch für die anderen Gegenstände der Erfindung vorteilhaft umsetzbar. Ebenso können Vorteile, die im Zusammenhang mit einem der Gegenstände der Erfindung genannt wurden, auch auf die anderen Gegenstände der Erfindung bezogen verstanden werden.
  • Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass Begriffe wie "umfassend", "aufweisend" oder "mit" keine anderen Merkmale oder Schritte ausschließen. Ferner schließen Begriffe wie "ein" oder "das", die auf eine Einzahl von Schritten oder Merkmalen hinweisen, keine Mehrzahl von Merkmalen oder Schritten aus - und umgekehrt.
  • In einer puristischen Ausführungsform der Erfindung kann allerdings auch vorgesehen sein, dass die in der Erfindung mit den Begriffen "umfassend", "aufweisend" oder "mit" eingeführten Merkmale abschließend aufgezählt sind. Dementsprechend kann eine oder können mehrere Aufzählungen von Merkmalen im Rahmen der Erfindung als abgeschlossen betrachtet werden, beispielsweise jeweils für jeden Anspruch betrachtet. Die Erfindung kann beispielsweise ausschließlich aus den in Anspruch 1 genannten Merkmalen bestehen.
  • Es sei erwähnt, dass Bezeichnungen wie "erstes" oder "zweites" etc. vornehmlich aus Gründen der Unterscheidbarkeit von jeweiligen Vorrichtungs- oder Verfahrensmerkmalen verwendet werden und nicht unbedingt andeuten sollen, dass sich Merkmale gegenseitig bedingen oder miteinander in Beziehung stehen.
  • Ferner sei betont, dass die vorliegend beschriebenen Werte und Parameter Abweichungen oder Schwankungen von ±10% oder weniger, vorzugsweise ±5% oder weniger, weiter bevorzugt ±1% oder weniger, und ganz besonders bevorzugt ±0,1% oder weniger des jeweils benannten Wertes bzw. Parameters mit einschließen, sofern diese Abweichungen bei der Umsetzung der Erfindung in der Praxis nicht ausgeschlossen sind. Die Angabe von Bereichen durch Anfangs- und Endwerte umfasst auch all diejenigen Werte und Bruchteile, die von dem jeweils benannten Bereich eingeschlossen sind, insbesondere die Anfangs- und Endwerte und einen jeweiligen Mittelwert.
  • Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher beschrieben.
  • Die Figuren zeigen jeweils bevorzugte Ausführungsbeispiele, in denen einzelne Merkmale der vorliegenden Erfindung in Kombination miteinander dargestellt sind. Merkmale eines Ausführungsbeispiels sind auch losgelöst von den anderen Merkmalen des gleichen Ausführungsbeispiels umsetzbar und können dementsprechend von einem Fachmann ohne Weiteres zu weiteren sinnvollen Kombinationen und Unterkombinationen mit Merkmalen anderer Ausführungsbeispiele verbunden werden.
  • In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen.
  • Es zeigen schematisch:
    • Figur 1
    ein Verbindungssystem in einem nicht verbundenen Zustand gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer seitlichen Schnittdarstellung;
    Figur 2
    das Verbindungssystem der Figur 1 in einem vormontierten Zustand in einer seitlichen Schnittdarstellung;
    Figur 3
    das Verbindungssystem der Figur 1 in einem teilmontierten Zustand in einer seitlichen Schnittdarstellung;
    Figur 4
    das Verbindungssystem der Figur 1 in vollständig montiertem Zustand in einer seitlichen Schnittdarstellung;
    Figur 5
    ein erfindungsgemäßes Verbindungselement und ein korrespondierendes, erstes Befestigungsmittel in einer perspektivischen Ansicht;
    Figur 6
    das Verbindungselement der Figur 5 in einer weiteren perspektivischen Ansicht;
    Figur 7
    ein Verbindungssystem in vollständig montiertem Zustand mit einer Gehäuseschale für den ersten elektrischen Leiter in einer seitlichen Schnittdarstellung;
    Figur 8
    eine perspektivische Einzeldarstellung der Gehäuseschale und des Verbindungselements des Verbindungssystems der Figur 7;
    Figur 9
    ein Verbindungssystem in vollständig montiertem Zustand gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer seitlichen Schnittdarstellung;
    Figur 10
    ein mit dem ersten Befestigungsmittel einteiliges Verbindungselement gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer perspektivischen Darstellung;
    Figur 11
    eine Verdrehsicherung zwischen einem einteiligen Verbindungselement und dem ersten elektrischen Leiter in einer perspektivischen Darstellung;
    Figur 12
    ein Verbindungssystem mit dem Verbindungselement gemäß Figur 10 in einem vollständig montierten Zustand in einer seitlichen Schnittdarstellung:
    Figur 13
    ein mit dem ersten Befestigungsmittel einteiliges Verbindungselement und ein als Bolzen ausgebildetes zweites Befestigungsmittel gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer perspektivischen Darstellung;
    Figur 14
    ein Verbindungssystem mit dem Verbindungselement gemäß Figur 13 in einem teilmontierten Zustand in einer seitlichen Schnittdarstellung; und
    Figur 15
    das Verbindungssystem gemäß Figur 14 in einem vollständig montierten Zustand in einer seitlichen Schnittdarstellung.
  • In den Figuren 1 bis 4 ist ein elektrisches Verbindungssystem 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung in verschiedenen Zuständen in einer seitlichen Schnittdarstellung gezeigt.
  • Das elektrische Verbindungssystem 1 weist einen ersten elektrischen Leiter 2 und einen zweiten elektrischen Leiter 3 auf, die im Ausführungsbeispiel jeweils als Stromschienen ausgebildet und mittels einer erfindungsgemäßen elektrischen Verbindungsanordnung 4 verbindbar sind. In Figur 1 ist ein noch nicht verbundener Zustand des Verbindungssystems 1 gezeigt.
  • Bei dem ersten elektrischen Leiter 2 kann es sich beispielsweise um ein Anschlussfeld handeln bzw. der erste elektrische Leiter 2 kann Teil eines Anschlussfeldes sein, das über einen oder mehrere elektrische Abgänge 5 mit einem oder mehreren elektrischen Verbrauchern verbunden ist, beispielsweise mit einem Haupt- oder Nebenaggregat eines Elektrofahrzeugs. Bei dem zweiten elektrischen Leiter 3 kann es sich beispielsweise um eine mit einem Hochvoltspeicher 6 verbundene Stromschiene im Last- oder Ladepfad handeln, die unmittelbar oder mittelbar (beispielsweise über eine elektrische Baugruppe), die in Figur 1 als Blackbox 7 angedeutet ist, mit dem Hochvoltspeicher 6 verbunden ist.
  • Die Verbindungsanordnung 4 weist ein elektrisches Verbindungselement 8 mit einem an einem ersten Ende angeordneten Pressabschnitt 9 und einem an einem zweiten Ende angeordneten Anlageabschnitt 10 auf. Das Verbindungselement 8 ist vornehmlich hülsenförmig ausgebildet und erstreckt sich entlang einer Längsachse L von seinem ersten Ende zu seinem zweiten Ende. Im Ausführungsbeispiel sind der Anlageabschnitt 10 und der Pressabschnitt 9 einteilig ausgebildet.
  • Der Pressabschnitt 9 weist zumindest eine seitliche Kontaktfläche 11 zur elektrischen Kontaktierung einer Innenmantelfläche 12 einer Kontaktausnehmung 13 des ersten elektrischen Leiters 2 auf. Um die zumindest eine seitliche Kontaktfläche 11 auszubilden, ist der Pressabschnitt 9 vorzugsweise in Längsrichtung geschlitzt, wobei zwischen jeweils zwei Längsschlitzen eine seitliche Kontaktfläche 11 in der Art einer Federlasche eines Federkorbs ausgebildet wird. Im Ausführungsbeispiel sind konkret vier seitliche Kontaktflächen 11 bzw. Federlaschen vorgesehen, wie sich besonders gut anhand der perspektivischen Darstellung des Verbindungselements 8 in den Figuren 5 und 6 erkennen lässt.
  • Der Anlageabschnitt 10 des Verbindungselements 8 weist eine stirnseitige Anlagefläche 14 zur kraftschlüssigen, elektrischen Kontaktierung einer Seitenfläche 15 des zweiten elektrischen Leiters 3 auf. Dabei kann insbesondere eine flächige Kontaktierung vorgesehen sein.
  • Durch das Verbindungselement 8 erstreckt sich eine Verbindungsbohrung 16 ausgehend von dem zweiten Ende durch den Anlageabschnitt 10 bis in den Pressabschnitt 9 hinein. Im Ausführungsbeispiel erstreckt sich die Verbindungsbohrung 16 vollständig durch das gesamte Verbindungselement 8. Aufgrund der Verbindungsbohrung 16 vermag der Pressabschnitt 9 ein erstes Befestigungsmittel 17 aufzunehmen und der Anlageabschnitt 10 ein zweites Befestigungsmittel 18 aufzunehmen. Die beiden Befestigungsmittel 17, 18 können über eine gemeinsame Gewindeverbindung miteinander verschraubbar sein. Beispielhaft ist das erste Befestigungsmittel 17 im Ausführungsbeispiel als Schraubenmutter ausgebildet, die zur Ausbildung der gemeinsamen Gewindeverbindung mit dem zweiten Befestigungsmittel 18 ein Innengewinde aufweist.
  • Wiederum beispielhaft ist das zweite Befestigungsmittel 18 als Schraubenelement ausgebildet, mit einem Schraubenschaft 19, der durch eine Befestigungsausnehmung 20 des zweiten elektrischen Leiters 3 hindurchführbar ist und der sich zumindest abschnittsweise durch die Verbindungsbohrung 16 erstreckt und zur Ausbildung der Gewindeverbindung mit dem ersten Befestigungsmittel 17 ein Außengewinde aufweist.
  • In Figur 2 ist ein vormontierter Zustand des elektrischen Verbindungssystems 1 bzw. der elektrischen Verbindungsanordnung 4 gezeigt. Im dargestellten vormontierten Zustand ist die Verbindungsanordnung 4 verliersicher mit dem zweiten elektrischen Leiter 3 verbunden, indem das ersten Befestigungsmittel 17 und das zweite Befestigungsmittel 18 bereits teilweise miteinander verschraubt sind.
  • Um den Schraubvorgang für den Monteur zu vereinfachen, kann vorgesehen sein, dass der Pressabschnitt 9 ausgebildet ist, das erste Befestigungsmittel 17 verdrehsicher aufzunehmen. Hierzu können Pressabschnitt 9 innenseitig und erstes Befestigungsmittel 17 außenseitig beispielsweise einen polygonalen Querschnittsverlauf aufweisen, was sich insbesondere in Zusammenschau der Figuren 5 und 6 gut erkennen lässt.
  • Ein teilmontierter Zustand des elektrischen Verbindungssystems 1 ist in Figur 3 dargestellt. Dabei wurden die beiden Befestigungsmittel 17, 18 weiter miteinander verschraubt, so dass sich das erste Befestigungsmittel 17 entlang der Längsachse L des Verbindungselements 8 weiter in Richtung des zweiten Endes des Verbindungselements 8 bewegt. Auf diese Weise kann das Verbindungselement 8 zunächst mit der stirnseitigen Anlagefläche 14 des Anlageabschnitts 10 axial gegen die korrespondierende Seitenfläche 15 des zweiten elektrischen Leiters 3 gepresst und hierdurch eine entsprechende kraftschlüssige mechanische und elektrisch stabile Verbindung mit dem zweiten elektrischen Leiter 3 hergestellt werden. Das zweite Befestigungsmittel 18 bzw. das Schraubenelement weist hierfür einen Schraubenkopf 21 auf, der sich auf dem zweiten elektrischen Leiters 3 abstützt, beispielsweise durch den dargestellten Anlageflansch 22, der im Ausführungsbeispiel einteilig mit dem Schraubenkopf 21 ist. Alternativ kann allerdings auch eine mittelbare Abstützung vorgesehen sein, beispielsweise über eine Unterlegscheibe.
  • Zum Toleranzausgleich ist die Befestigungsausnehmung 20 gegenüber dem Schraubenschaft 19 übergroß ausgebildet, wie in den Figuren 1 bis 4 gut erkennbar. Alternativ zu einer übergroßen Bohrung kann beispielsweise auch ein Langloch oder eine elliptische Befestigungsausnehmung 20 vorgesehen sein.
  • Figur 4 zeigt schließlich einen vollständig montierten Zustand des elektrischen Verbindungssystems 1. Die beiden Befestigungsmittel 17, 18 wurden hierzu noch weiter miteinander verschraubt, was aufgrund der axialen Bewegung des ersten Befestigungsmittels 17 in Richtung des zweiten Endes des Verbindungselements 8 schließlich zu einer radialen Aufspreizung des Pressabschnitts 9 führt, wodurch eine kraftschlüssige Verbindung zwischen den seitlichen Kontaktflächen 11 und der Innenmantelfläche 12 der Kontaktausnehmung 13 bewirkt wird, wie dies durch die in Figur 4 dargestellten Pfeile angedeutet wird.
  • Um eine zerstörungsfreie, lösbare Aufspreizung zu bewirken, sind die bereits genannten Längsschlitze zwischen den seitlichen Kontaktflächen 11 vorteilhaft, die dem Pressabschnitt 9 eine gewisse Elastizität verleihen können. Um ausgehend von der axialen Bewegung des ersten Befestigungsmittels 17 die Aufspreizung zu bewirken, weisen Pressabschnitt 9 innenmantelseitig, also innerhalb der Verbindungsbohrung 16, und das erste Befestigungsmittel 17 außenmantelseitig jeweils in Richtung auf das zweite Ende des Verbindungselements 8 verjüngende Flächenabschnitte 23, 23' auf. Die verjüngenden Flächenabschnitte 23, 23' weisen vorzugsweise dieselbe Steigung auf, können sich in ihrer Steigung und Ausgestaltung allerdings auch unterscheiden. Grundsätzlich kann es auch bereits ausreichend sein, wenn lediglich einer der beiden Verbindungspartner aus erstem Befestigungsmittel 17 und Pressabschnitt 9 einen entsprechend verjüngenden Flächenabschnitt 23, 23' aufweist.
  • Insbesondere durch die Kombination aus axialer Verbindung mit dem zweiten elektrischen Leiter 3 und radialer Verbindung mit dem ersten elektrischen Leiter 2 kann sich eine besonders vorteilhafte elektrische Verbindungsanordnung 4 ergeben. Insofern die Tiefe der Kontaktausnehmung 13 für eine stabile mechanische Verbindung mit geeignetem Toleranzausgleich nicht ausreichend sein sollte, kann auf dem ersten elektrischen Leiter 2 ein hülsenförmiger Körper 24 aufgesetzt sein, das die Kontaktausnehmung 13 entsprechend verlängert (in Figur 4 strichliniert dargestellt).
  • Zum Ausgleich von Toleranzen kann es von Vorteil sein, wenn die seitlichen Kontaktflächen 11 eine konvexe Wölbung aufweisen, wie im Ausführungsbeispiel angedeutet. Somit vermag das Verbindungselement 8 selbst dann eine mechanisch und elektrisch stabile Verbindung mit dem ersten elektrischen Leiter 2 herzustellen, wenn das Verbindungselement 8 innerhalb der Kontaktausnehmung 13 verkippt, um beispielsweise eine relative Verdrehung der elektrischen Leiter 2, 3 auszugleichen.
  • In den Figuren 7 und 8 ist ein weiteres Verbindungssystem 1 gemäß der vorliegenden Erfindung in einem vollständig montierten Zustand dargestellt, um eine weitere, optionale Optimierung der Montierbarkeit des Verbindungssystems 1 zu verdeutlichen.
  • Mitunter sind die elektrischen Leiter 2, 3, insbesondere die elektrischen Leiter 2, 3 eines Hochvoltsystems, aus Berührschutz- oder sonstigen Gründen mit einer oder mehreren Gehäuseschalen 25 versehen, beispielsweise wie in den Figuren 7 und 8 angedeutet. Mittels der Gehäuseschalen 25 kann einerseits eine Verliersicherung für das Verbindungselement 8 (gegebenenfalls samt erstem Befestigungsmittel 17) und außerdem eine weitere Verdrehsicherung bereitgestellt werden. Es kann daher beispielsweise vorgesehen sein, dass das Verbindungselement 8, insbesondere der Anlageabschnitt 10 des Verbindungselements 8, eine mechanische Schnittstelle 26 (vgl. auch die Figuren 5 und 6) für eine verdrehsichere mechanische Verbindung mit dem ersten elektrischen Leiter 2 oder dem zweiten elektrischen Leiter 3 aufweist. In Figur 7 ist eine verdrehsichere Verbindung mit dem ersten elektrischen Leiter 2 mittelbar über die Gehäuseschale 25 angedeutet. Die mechanische Schnittstelle 26 weist, wie sich gut anhand von Figur 8 erkennen lässt, einen polygonalen Querschnitt auf.
  • Die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele und Varianten der Erfindung sind lediglich beispielhaft zu verstehen. Grundsätzlich lässt sich die Kombination aus axialer und radialer Verbindung in einem erfindungsgemäßen Verbindungssystem 1 auf viele weitere Arten realisieren, was beispielhaft anhand der nachfolgenden Figuren noch verdeutlicht werden soll.
  • In Figur 9 ist das zweite Befestigungsmittel 18 nicht als Schraubenelement ausgebildet, sondern als rein schaftförmiger Körper, der sich ausgehend von dem zweiten elektrischen Leiter 3 quer bzw. orthogonal aus der zur Verbindung vorgesehenen Seitenfläche 15 erstreckt und die Gewindeverbindung mit dem ersten Befestigungsmittel 17 herstellt. Der Antrieb für die Verschraubung kann dabei beispielsweise über das erste Befestigungsmittel 17 hergestellt werden oder durch ein Verdrehen des Verbindungselements 8 samt erstem Befestigungsmittel 17 (beispielsweise über eine verdrehsichere mechanische Schnittstelle 26 im Bereich des Anlageabschnitts 10, vergleichbar mit der mechanischen Schnittstelle 26 in den Figuren 7 und 8) ermöglicht werden.
  • Anhand der Figuren 10 bis 12 soll eine Variante der Erfindung verdeutlich werden, bei der das Verbindungselement 8 einteilig mit dem ersten Befestigungsmittel 17 ausgebildet ist, in der Art eines Spreizdübels.
  • Wie zuvor, weißt das Verbindungselement 8 an einem ersten Ende einen Pressabschnitt 9 und an seinem zweiten Ende einen Anlageabschnitt 10 auf. Im montierten Zustand vermag sich das Verbindungselement 8 mit seiner stirnseitigen Anlagefläche 14 an der dem ersten elektrischen Leiter 2 zugewandten Seitenfläche 15 des zweiten elektrischen Leiters 3 kraftschlüssig abzustützen (vgl. Figur 12). Ferner dienen die seitlichen Kontaktflächen 11 des Pressabschnittes 9 zur kraftschlüssigen Verbindung mit der Innenmantelfläche 12 der Kontaktausnehmung 13 (vgl. ebenfalls Figur 12). Die Verbindungsbohrung 16 erstreckt sich vollständig durch das Verbindungselement 8, so dass das zweite Befestigungsmittel 18 ausgehend von dem zweiten Ende des Verbindungselements 8 bis zu dem ersten Ende des Verbindungselements 8 hindurchgeführt werden kann.
  • Ausgehend von dem ersten Ende des Verbindungselements 8 erstreckt sich ein funktional einteilig mit dem Pressabschnitt 9 ausgebildetes erstes Befestigungsmittel 17. Das erste Befestigungsmittel 17 weist ein Innengewinde 27 innerhalb der Verbindungsbohrung 16 auf (vgl. Figur 10), um mit dem zweiten Befestigungsmittel 18, bei dem es sich wiederum um ein Schraubenelement handelt, verschraubbar zu sein. Der Pressabschnitt 9 weist im Ausführungsbeispiel der Figuren 10 bis 12 geschlitzte Abschnitte auf, in der Art von beidseitig angebundenen Federlaschen, wobei jede Federlasche eine der seitlichen Kontaktflächen 11 ausbildet. Die Federlaschen sind konvex bzw. bauchig ausgebildet und stellen eine definierte Schwachstelle in dem Verbindungselement 8 dar. Wird nun das zweite Befestigungsmittel 18 bzw. das Schraubenelement mit dem Innengewinde 27 des ersten Befestigungsmittels 17 verschraubt, bewirkt die im Rahmen der Verschraubung auf das Verbindungselement 8 aufgebrachte axiale Kraftkomponente eine Aufspreizung der Federlaschen, sobald sich das Verbindungselement 8 mit seiner stirnseitigen Anlagefläche 14 an dem zweiten elektrischen Leiter 3 abstützt. Das Prinzip ist im Grunde von Spreizdübeln aus dem Trockenbau bekannt und eignet sich überraschenderweise sehr gut zur Verwendung im Rahmen der vorliegenden Erfindung.
  • Eine Weiterbildung des mit dem ersten Befestigungsmittel 17 einteiligen Verbindungselements 8 kann eine Verdrehsicherung zwischen dem Pressabschnitt 9 und der Kontaktausnehmung 13 des ersten elektrischen Leiters 2 sein, wie in Figur 11 dargestellt. Beispielsweise kann die Kontaktausnehmung 13 einen polygonalen Querschnitt aufweisen, wie vorstehend bereits erwähnt, um mit einem ebenfalls polygonal ausgebildeten axialen Bereich des Pressabschnitts 9 verdrehsicher zusammenzuwirken.
  • Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren 13 bis 15 gezeigt.
  • Ähnlich wie bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel ist das Verbindungselement 8 einteilig mit dem ersten Befestigungsmittel 17 ausgebildet. Im Gegensatz zu den vorhergehenden Ausführungsbeispielen ist allerdings keine Schraub- bzw. Gewindeverbindung zwischen den Befestigungsmitteln 17, 18 vorgesehen, sondern eine Pressverbindung.
  • Hierzu ist das zweite Befestigungsmittel 18 als Bolzen ausgebildet, mit einem Bolzenkopf 21' und einem Bolzenschaft 19'. Entsprechend ist die Verbindungsbohrung 16 des
  • Verbindungselements 8 ausgebildet, um den Bolzenschaft 19' passgenau aufzunehmen, so dass die Befestigungsmittel 17, 18 mit einer ausreichenden Kraft miteinander verpressbar sind. Wie sich anhand der Figuren 14 und 15 ergibt, ist der Anlageflansch 22 in diesem Falle vorteilhaft an dem Verbindungselement 8 ausgebildet. Das heißt, das Verbindungselement 8 stützt sich mit seiner Anlagefläche 14 an der von dem ersten elektrischen Leiter 2 abgewandten Seitenfläche 15 des zweiten elektrischen Leiters 3 ab, nachdem der Bolzen bzw. das zweite Befestigungsmittel 18 mit dem Verbindungselement 8 verbunden wurde.
  • Damit in dem Pressabschnitt 9 wiederum eine Aufspreizung erfolgen kann, weist das Verbindungselement 8 einen verjüngenden Abschnitt 28 in seinem oberen, dem zweiten elektrischen Leiter 3 zugewandten Endabschnitt auf. Durch das Einpressen des Bolzenschaftes 19' weitet sich das Verbindungselement 8 in dem unteren, dem ersten elektrischen Leiter 2 zugewandten Pressabschnitt 9 auf und bewirkt den Kraftschluss innerhalb der Kontaktausnehmung 13.
  • An dieser Stelle sei erwähnt, dass das Einfügen des zweiten Befestigungsmittels 18, also beispielsweise das Einpressen des Bolzens in den Figuren 13 bis 15, auch ausgehend von dem ersten elektrischen Leiter 2 vorgesehen sein kann. In diesem Fall kann es vorteilhaft sein sicherzustellen, dass das erste Befestigungsmittel 17 nicht aus dem zweiten elektrischen Leiter 3 herausgedrückt wird. Dies kann beispielsweise durch einen zusätzlichen oder alternativen Anlageflansch 22 oder sonstigen Anlageabschnitt auf der dem ersten elektrischen Leiter 2 zugewandten Seitenfläche des zweiten elektrischen Leiters 3 und/oder auf der von dem zweiten elektrischen Leiter 3 abgewandten Seitenfläche des ersten elektrischen Leiters 2 erfolgen oder durch ein entsprechendes Rastmittel, wie ein Rasthaken, der zumindest einen der elektrischen Leiter 2, 3 entsprechend hintergreift. Beispielsweise können die Federlaschen des Pressabschnitts 9 an ihren Enden einen Rasthaken aufweisen bzw. entsprechend umgeformt sein, um einen Rasthaken auszubilden.

Claims (15)

  1. Elektrische Verbindungsanordnung (4) zur elektrischen und mechanischen Verbindung eines ersten elektrischen Leiters (2) mit einem zweiten elektrischen Leiter (3), aufweisend ein elektrisches Verbindungselement (8) mit einem ersten Ende und mit einem zweiten Ende, wobei an dem ersten Ende ein Pressabschnitt (9) angeordnet ist, der zumindest eine seitliche Kontaktfläche (11) zur elektrischen Kontaktierung einer Innenmantelfläche (12) einer Kontaktausnehmung (13) des ersten elektrischen Leiters (2) aufweist, und wobei an dem zweiten Ende ein Anlageabschnitt (10) angeordnet ist, der eine Anlagefläche (14) zur kraftschlüssigen Verbindung mit einer Seitenfläche (15) des zweiten elektrischen Leiters (3) aufweist, wobei sich eine Verbindungsbohrung (16) zumindest zwischen dem Anlageabschnitt (10) und dem Pressabschnitt (9) erstreckt, so dass das Verbindungselement (8) ein erstes Befestigungsmittel (17) aufzunehmen vermag oder selbst ein erstes Befestigungsmittel (17) ausbildet, und ein zweites Befestigungsmittel (18) aufzunehmen vermag, das mit dem ersten Befestigungsmittel (17) verbindbar ist, so dass die kraftschlüssige Verbindung zwischen der Anlagefläche (14) des Anlageabschnitts (10) und der Seitenfläche (15) des zweiten elektrischen Leiters (3) hergestellt wird, und wobei der Pressabschnitt (9) von dem ersten Befestigungsmittel (17) und/oder von dem zweiten Befestigungsmittel (18) radial aufspreizbar ist, um eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der zumindest einen seitlichen Kontaktfläche (11) und der Innenmantelfläche (12) der Kontaktausnehmung (13) zu bewirken, indem die beiden Befestigungsmittel (17, 18) miteinander verbunden werden.
  2. Elektrische Verbindungsanordnung (4) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Verbindungselement (8) vornehmlich hülsenförmig ausgebildet ist, wobei sich die Verbindungsbohrung (16) vollständig durch das Verbindungselement (8) erstreckt.
  3. Elektrische Verbindungsanordnung (4) nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Anlageabschnitt (10) einteilig mit dem Pressabschnitt (9) ausgebildet ist.
  4. Elektrische Verbindungsanordnung (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Verbindungselement (8), vorzugsweise der Anlageabschnitt (10) des Verbindungselements (8), eine mechanische Schnittstelle (26) für eine verdrehsichere mechanische Verbindung mit zumindest einem der elektrischen Leiter (2, 3) aufweist.
  5. Elektrische Verbindungsanordnung (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Pressabschnitt (9) ausgebildet ist, das erste Befestigungsmittel (17) verdrehsicher aufzunehmen.
  6. Elektrische Verbindungsanordnung (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Pressabschnitt (9) in Längsrichtung geschlitzt ist, um die zumindest eine seitliche Kontaktfläche (11) zwischen jeweils zwei Längsschlitzen auszubilden, wobei vorzugsweise mehrere seitliche Kontaktflächen (11) in der Art von Federlaschen eines Federkorbes ausgebildet werden.
  7. Elektrische Verbindungsanordnung (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die zumindest eine seitliche Kontaktfläche (11) eine konvexe Wölbung aufweist.
  8. Elektrisches Verbindungssystem (1), insbesondere elektrisches Verbindungssystem (1) für die Hochvolttechnik, aufweisend eine elektrische Verbindungsanordnung (4) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, sowie das erste Befestigungsmittel (17), wobei das erste Befestigungsmittel (17) in dem Pressabschnitt (9) innerhalb der Verbindungsbohrung (16) aufgenommen ist.
  9. Elektrisches Verbindungssystem (1) nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    sich, zur Bewirkung des Aufspreizens des Pressabschnitts (9) als Folge des Verbindens der beiden Befestigungsmittel (17, 18),
    a) das erste Befestigungsmittel (17) außenmantelseitig und/oder
    b) der Pressabschnitt (9) innenmantelseitig, innerhalb der Verbindungsbohrung (16), in Richtung auf das zweite Ende des Verbindungselements (8) verjüngen, vorzugsweise konisch verjüngen.
  10. Elektrisches Verbindungssystem (1) nach Anspruch 8 oder 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das erste Befestigungsmittel (17) ein Innengewinde zur Ausbildung einer Gewindeverbindung mit dem zweiten Befestigungsmittel (18) aufweist.
  11. Elektrisches Verbindungssystem (1) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, aufweisend das zweite Befestigungsmittel (18), wobei das zweite Befestigungsmittel (18) in dem Anlageabschnitt (10) innerhalb der Verbindungsbohrung (16) zumindest abschnittsweise aufgenommen ist.
  12. Elektrisches Verbindungssystem (1) nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das zweite Befestigungsmittel (18) ein Schraubenelement aufweist,
    a) mit einem Schraubenschaft (19), der durch eine Befestigungsausnehmung (20) des zweiten elektrischen Leiters (3) hindurchführbar ist, und der sich zumindest abschnittsweise durch die Verbindungsbohrung (16) erstreckt, wobei der Schraubenschaft (19) zur Ausbildung einer Gewindeverbindung mit dem ersten Befestigungsmittel (17) ein Außengewinde aufweist; und
    b) mit einem Schraubenkopf (21), der sich unmittelbar oder mittelbar auf einer von der Anlagefläche (14) des Anlageabschnitts (10) abgewandten Seitenfläche des zweiten elektrischen Leiters (3) abstützt.
  13. Elektrisches Verbindungssystem (1) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 12, aufweisend den ersten elektrischen Leiter (2) und den zweiten elektrischen Leiter (3), wobei die elektrischen Leiter (2, 3) vorzugsweise jeweils als Stromschienen ausgebildet sind.
  14. Elektrisches Verbindungssystem (1) nach Anspruch 13,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    eine Befestigungsausnehmung (20) des zweiten elektrischen Leiters (3), durch die das zweite Verbindungsmittel (18) hindurchgeführt ist, zum Ausgleich von mechanischen Toleranzen eine größere Querschnittserstreckung aufweist als der durch die Befestigungsausnehmung (20) verlaufende Abschnitt des zweiten Verbindungsmittels (18).
  15. Verfahren zur Herstellung einer elektrischen und mechanischen Verbindung zwischen einem ersten elektrischen Leiter (2) und einem zweiten elektrischen Leiter (3), aufweisend zumindest die folgenden Verfahrensschritte:
    - Anordnen eines elektrischen Verbindungselements (8) mit einem an einem ersten Ende angeordneten Pressabschnitt (9), einem an einem zweiten Ende angeordneten Anlageabschnitt (10) und einer Verbindungsbohrung (16), die sich zumindest zwischen dem Anlageabschnitt (10) und dem Pressabschnitt (9) erstreckt, zwischen den elektrischen Leitern (2, 3);
    - Einbringen eines ersten Befestigungsmittels (17) in die Verbindungsbohrung (16) oder gestalten des Verbindungselements (8) derart, so dass dieses selbst ein erstes Befestigungsmittel (17) ausbildet;
    - Einbringen eines zweiten Befestigungsmittels (18) in die Verbindungsbohrung (16); und
    - Verbinden der beiden Befestigungsmittel (17, 18), so dass eine Anlagefläche (14) des Anlageabschnitts (10) mit einer Seitenfläche (15) des zweiten elektrischen Leiters (3) in Kontakt tritt und das erste Befestigungsmittel (17) oder das zweite Befestigungsmittel (18) den Pressabschnitt (9) radial aufspreizt, um eine kraftschlüssige Verbindung zwischen zumindest einer seitlichen Kontaktfläche (11) des Pressabschnitts (9) und einer Innenmantelfläche (12) einer Kontaktausnehmung (13) des ersten elektrischen Leiters (2) zu bewirken.
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