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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kontaktsystem.
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Stand der Technik
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Es ist allgemein bekannt, zwei elektrisch leitende Kontaktteile unter Bildung eines Kontaktsystems elektrisch miteinander zu verbinden. Beispielsweise werden hierzu mittels einer Schraubanordnung aus einer Schraube und einer mit der Schraube in Gewindeeingriff stehenden Schraubenmutter die zwei elektrisch leitenden Kontaktteile durch Festziehen der Schraubanordnung unter Bildung einer Pressverbindung zwischen einem Schraubenkopf der Schraube und der Schraubenmutter gegeneinander verspannt. Durch die Pressverbindung wird erreicht, dass jedes der Kontaktteile einen möglichst großen elektrisch effektiven Kontaktflächenbereich mit dem jeweils anderen Kontaktteil aufweist, so dass der elektrische Übergangswiderstand von dem einen Kontaktteil zu dem anderen Kontaktteil möglichst gering, die Verlustleistung minimal und die Stromtragfähigkeit des Kontaktsystems in der Folge möglichst hoch ist.
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Aufgrund von beispielsweise Fertigungs- und Montagetoleranzen kann es vorkommen, dass die beiden Kontaktteile nicht miteinander fluchten und zwischen den Kontaktteilen eine Winkelabweichung vorliegt. Beim Festziehen der Schraubanordnung ergibt sich dann bei jedem Kontaktteil ein elektrisch effektiver Kontaktflächenbereich, der erheblich kleiner ist, als dies der Fall wäre, wenn beide Kontaktteile miteinander fluchten würden. Die Stromtragfähigkeit des Kontaktsystem ist daher bei nicht miteinander fluchtenden Kontaktteilen mitunter erheblich geringer, als dies bei miteinander fluchtenden Kontaktteilen der Fall wäre.
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Beschreibung der Erfindung
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Kontaktsystem bereitzustellen, bei dem aus einer Winkelabweichung zwischen zwei Kontaktteilen des Kontaktsystem keine oder eine nur sehr geringe Verringerung der Stromtragfähigkeit des Kontaktsystems resultiert.
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Diese Aufgaben werden durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie in den Figuren angegeben.
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Erfindungsgemäß vorgeschlagen ist ein Kontaktsystem mit einem ersten Kontaktteil mit einer ersten Kontaktfläche und einem zweiten Kontaktteil mit einer zweiten Kontaktfläche, wobei ein erster Kontaktflächenbereich der ersten Kontaktfläche in, bevorzugt flächiger, Pressverbindung mit einem zweiten Kontaktflächenbereich der zweiten Kontaktfläche steht, und wobei die erste Kontaktfläche und die zweite Kontaktfläche, bevorzugt geometrisch, derart ausgebildet sind, dass der Flächeninhalt des ersten Kontaktflächenbereiches einen, bevorzugt geometrisch, vordefinierten Betrag aufweist, welcher Betrag im Wesentlichen unabhängig davon ist, ob eine erste Längsachse des ersten Kontaktteils mit einer zweiten Längsachse des zweiten Kontaktteils fluchtet, oder ob zwischen der ersten Längsachse und der zweiten Längsachse eine Winkelabweichung vorliegt, und bevorzugt, falls eine Winkelabweichung vorliegt, der Betrag im Wesentlichen unabhängig von einem Wert und/oder einer Größe der Winkelabweichung ist. Auf diese Weise können bei der Montage und somit der elektrischen Kontaktierung des zweiten Kontaktteils mit dem ersten Kontaktteil beispielsweise herstellungs- oder montage- oder toleranzbedingte Winkelabweichungen zwischen dem ersten Kontaktteil und dem zweiten Kontaktteil ausgeglichen werden, und zwar bei gleichbleibend kleinem, elektrischem Übergangswiderstand und damit hoher Stromtragfähigkeit des Kontaktsystems.
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Besonders zuverlässig funktioniert der Ausgleich der Winkelabweichung bei geringen Winkelabweichungen. Bevorzugt ist daher vorgesehen, dass die Winkelabweichung einen Wert von bis zu 15°, bevorzugt von bis zu 10°, besonders bevorzugt von bis zu 5°, aufweist.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Werkstoff des ersten Kontaktteils und/oder des zweiten Kontaktteils auf Kupfer oder auf einer Kupferlegierung basiert. Zusätzlich können das erste Kontaktteil und/oder das zweite Kontaktteil mit einer Oberflächenbeschichtung beschichtet sein, und zwar beispielhaft durch eine Silberbeschichtung mit Unternickelung. Alternativen wie eine Beschichtung mit Zinn oder weiteren Legierungen sind je nach Anwendungsfall sinnvoll.
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Beispielhaft ist vorgesehen, dass sich der vordefinierte Betrag des Flächeninhaltes der ersten Kontaktfläche aus der Form und den Abmessungen der ersten Kontaktfläche und/oder der zweiten Kontaktfläche ergibt. Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, dass der Flächeninhalt des ersten Kontaktflächenbereiches betragsgleich ist mit dem Flächeninhalt des zweiten Kontaktflächenbereiches.
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Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass der Flächeninhalt des ersten Kontaktflächenbereiches, bevorzugt tendenziell, im Wesentlichen umgekehrt proportional zu dem elektrischen Übergangswiderstand zwischen dem ersten Kontaktteil und dem zweiten Kontaktteil ist. Eine Erhöhung des Flächeninhaltes des ersten Kontaktflächenbereiches kann somit, zumindest tendenziell zu einer Verringerung des elektrischen Übergangswiderstandes zwischen dem ersten Kontaktteil und dem zweiten Kontaktteil führen.
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Um für das Kontaktsystem bei unterschiedlichen Einsatz- und Montagebedingungen stets eine ausreichend große und vor allem vorhersehbare Stromtragfähigkeit zu erhalten, ist bei einer exemplarischen Ausführungsform vorgesehen, dass der Flächeninhalt des ersten Kontaktflächenbereiches bei keiner oder bei unterschiedlich großen Winkelabweichungen, bevorzugt stets, im Wesentlichen denselben, vordefinierten Betrag aufweist.
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Beispielhaft ist vorgesehen, dass dem ersten Kontaktteil ein sich entlang einer ersten Durchbruch-Achse erstreckender, erster Zentraldurchbruch zugeordnet ist, der von einer Innenumfangfläche des ersten Kontaktteils, in Bezug auf die erste Durchbruch-Achse des ersten Zentraldurchbruches, nach radial außen begrenzt ist, wobei bevorzugt vorgesehen ist, dass sich die erste Durchbruch-Achse koaxial zu der Längsachse, bevorzugt der Drehsymmetrieachse, besonders bevorzugt der Rotationssymmetrieachse, des ersten Kontaktteils erstreckt.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass dem zweiten Kontaktteil ein sich entlang einer zweiten Durchbruch-Achse erstreckender, zweiter Zentraldurchbruch zugeordnet ist, der von einer Innenumfangfläche des zweiten Kontaktteils, in Bezug auf die zweite Durchbruch-Achse des zweiten Zentraldurchbruches, nach radial außen begrenzt ist, wobei bevorzugt vorgesehen ist, dass sich die zweite Durchbruch-Achse koaxial zu der Längsachse, bevorzugt der Drehsymmetrieachse, besonders bevorzugt der Rotationssymmetrieachse, des zweiten Kontaktteils erstreckt.
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Exemplarisch ist vorgesehen, dass der erste Zentraldurchbruch die Form und/oder Geometrie eines dreidimensionalen Körpers, bevorzugt im Wesentlichen eines Kegelstumpfes oder im Wesentlichen eines Kreiszylinders oder im Wesentlichen eines elliptischen Zylinders oder im Wesentlichen eines, bevorzugt viereckigen oder sechseckigen oder mehreckigen, Prismas, aufweist. Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, dass der zweite Zentraldurchbruch die Form eines dreidimensionalen Körpers, bevorzugt im Wesentlichen eines Kreiszylinders, aufweist.
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Beispielhaft ist vorgesehen, dass, sofern der erste Zentraldurchbruch im Wesentlichen die Form und/oder Geometrie eines Kegelstumpfes aufweist, die durchmessergrößere Grundfläche des Kegelstumpfes dem zweiten Kontaktteil zugewandt ist, und/oder dass die durchmessergrößere Grundfläche in Richtung des zweiten Kontaktteils gewölbt ist, und/oder dass, sofern der erste Zentraldurchbruch im Wesentlichen die Form und/oder Geometrie eines Kegelstumpfes aufweist, die durchmesserkleinere Grundfläche des Kegelstumpfes dem zweiten Kontaktteil abgewandt ist, und/oder dass die durchmesserkleinere Grundfläche in Richtung des zweiten Kontaktteils gewölbt ist.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass der erste Zentraldurchbruch, mit Blickrichtung entlang der ersten Durchbruch-Achse, im Wesentlichen die Form eines Langloches aufweist.
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Damit das erste Kontaktteil auf konstruktiv einfache Weise zum Winkelausgleich beitragen kann, ist bei einer beispielhaften Ausführungsform vorgesehen, dass die erste Kontaktfläche die Form einer Kugelzone einer Kugelschicht einer ersten Kugel, bevorzugt einer ersten Vollkugel, aufweist, und/oder dass die erste Kontaktfläche in Richtung des zweiten Kontaktteils gewölbt ist.
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Damit das zweite Kontaktteil auf konstruktiv einfache Weise zum Winkelausgleich beitragen kann, ist bei einer exemplarischen Ausführungsform vorgesehen, dass die zweite Kontaktfläche die Form einer Kugelzone einer Kugelschicht einer zweiten Kugel, bevorzugt einer zweiten Vollkugel, aufweist, und/oder dass die zweite Kontaktfläche entgegen der Richtung des ersten Kontaktteils gewölbt ist.
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Um stets durch eine ausreichende Presskraft eine maximale Kontaktsättigung und dadurch eine hohe Stromtragfähigkeit zu erreichen, ist bevorzugt vorgesehen, dass der Betrag des Radius der ersten Kugel, bevorzugt der ersten Vollkugel, kleiner oder gleich groß ist wie der Betrag des Radius der zweiten Kugel, bevorzugt der zweiten Vollkugel.
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Um das erste Kontaktteil zuverlässig und lösbar mit dem zweiten Kontaktteil in Pressverbindung bringen zu können, ist bei einer beispielhaften Ausführungsform vorgesehen, dass das Kontaktsystem eine Schraubanordnung mit einer Schraube und einer mit der Schraube in Gewindeeingriff stehenden Schraubenmutter aufweist, und dass das erste Kontaktteil und das zweite Kontaktteil zwischen einem Schraubenkopf der Schraube und der Schraubenmutter gespannt sind, und zwar bevorzugt derart, dass der erste Kontaktflächenbereich unter Bildung der Pressverbindung und unter Einwirkung einer mittels der Schraubanordnung aufgebrachten Spannkraft gegen den zweiten Kontaktflächenbereich gepresst ist.
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Um die Spannkraft möglichst gleichmäßig in die Kontaktflächenbereiche und/oder in das erste Kontaktteil und/oder in das zweite Kontaktteil einzuleiten, ist bei einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass ein Schraubenschaft der Schraube durch einen ersten und dem ersten Kontaktteil zugeordneten Zentraldurchbruch sowie durch einen zweiten und dem zweiten Kontaktteil zugeordneten Zentraldurchbruch geführt ist.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Schraubenkopf, bevorzugt ausschließlich, unter Zwischenlage einer, bevorzugt in Richtung des ersten Kontaktteils gewölbten, Schraubenkopf-Unterlegscheibe gegen das erste Kontaktteil gespannt und/oder verspannt ist, und wobei die Schraubenmutter, bevorzugt unmittelbar gegen das zweite Kontaktteil gespannt und/oder verspannt ist. Alternativ oder zusätzlich ist bevorzugt vorgesehen, dass der Schraubenkopf, bevorzugt ausschließlich, unter Zwischenlage einer, bevorzugt ebenen, Schraubenkopf-Unterlegscheibe gegen das zweite Kontaktteil gespannt und/oder verspannt ist, und wobei die Schraubenmutter, bevorzugt ausschließlich und/oder mittelbar unter Zwischenlage einer in Richtung des ersten Kontaktteils gewölbten Schraubenmutter-Unterlegscheibe, gegen das erste Kontaktteil gespannt und/oder verspannt ist. Alternativ oder zusätzlich ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass die Schraubenmutter-Unterlegscheibe materialeinheitlicher und/oder einstückiger Bestandteil der Schraubenmutter ist.
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Für eine besonders kostengünstige Herstellbarkeit des Kontaktsystems ist beispielhaft vorgesehen, dass der Schraubenkopf und die Schraubenkopf-Unterlegscheibe und das erste Kontaktteil materialeinheitlich und/oder einstückig verbunden sind, und/oder ist beispielhaft vorgesehen, dass der Schraubenkopf und die Schraubenkopf-Unterlegscheibe materialeinheitlich und/oder einstückig verbunden sind, und/oder ist beispielhaft vorgesehen, dass die Schraubenkopf-Unterlegscheibe und das erste Kontaktteil materialeinheitlich und/oder einstückig verbunden sind.
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Wenngleich Arbeiten an dem Kontaktsystem nur dann vorgenommen werden, wenn insbesondere die Kontaktteile nicht spannungsführend sind, so ist zur zusätzlichen Erhöhung der Arbeitssicherheit bei einer beispielhaften Ausführungsform vorgesehen, dass das Kontaktsystem zumindest ein Berührschutzelement zum Schutz vor dem Kontakt mit elektrisch leitenden Teilen des Kontaktsystems aufweist, und dass das Berührschutzelement auf die Schraubenmutter aufgesteckt oder aufgeklebt ist oder die Schraubenmutter mit dem Berührschutzelement beschichtet ist und/oder dass das Berührschutzelement auf den Schraubenkopf aufgesteckt oder aufgeklebt ist oder der Schraubenkopf mit dem Berührschutzelement beschichtet ist, wobei bevorzugt vorgesehen ist, dass das Berührschutzelement ein Kunststoffbauteil ist oder aus einer Kunststoff-Vergussmasse gebildet ist.
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Um ein unerwünschtes Mitdrehen der Schraubenmutter oder der Schrauben beim Herstellen der Pressverbindung zwischen dem ersten Kontaktteil und dem zweiten Kontaktteil zuverlässig und montagetechnisch einfach zu unterbinden, ist bei einer bevorzugt Ausführungsform vorgesehen, dass das Kontaktsystem ein Drehmoment-Stützelement bzw. Drehmomentaufnahme aufweist, und dass Drehmoment-Stützelement an einem ersten, bevorzugt der Schraubanordnung zugewandten, Ende des Drehmoment-Stützelementes drehfest mit dem Schraubenkopf oder der Schraubenmutter verbunden ist, und/oder dass das Drehmoment-Stützelement mit einem zweiten, bevorzugt der Schraubanordnung abgewandten, Ende des Drehmoment-Stützelementes an einem Gehäuse des Kontaktsystems oder an einem Gehäuse einer Ladedose des Fahrzeuges abgestützt und/oder befestigt ist.
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Um insbesondere das erste Kontaktteil und/oder das zweite Kontaktteil vor Umwelteinflüssen, wie beispielsweise Feuchtigkeit und/oder Staub, zu schützen, ist bei einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass das Kontaktsystem eine dem zweiten Kontaktteil zugeordnete Abdeckkappe aufweist, und dass die Abdeckkappe ein Flanschteil und ein Steckerteil und ein zwischen dem Flanschteil und dem Steckerteil angeordnetes, mechanisch elastisches und sowohl mit dem Flanschteil als auch mit Steckerteil verbundenes Elastikteil aufweist, wobei bevorzugt vorgesehen ist, dass das Elastikteil bevorzugt durch einen Faltenbalg gebildet ist und/oder dazu ausgebildet ist und/oder dazu geeignet ist, im Falle einer Winkelabweichung zwischen dem ersten Kontaktteil und dem zweiten Kontaktteil eine Relativbewegung zwischen dem Flanschteil und dem Steckerteil zu ermöglichen und/oder auszugleichen.
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Erfindungsgemäß vorgeschlagen ist ferner ein Fahrzeug mit einem wie vorbeschriebenen Kontaktsystem, wobei bevorzugt vorgesehen ist, dass das erste Kontaktteil, bevorzugt materialeinheitlich und/oder einstückig, mit einer mit einem Ladepin einer Ladedose des Fahrzeuges elektrisch leitend verbundenen Ladepin-Leiterschiene, bevorzugt unmittelbar, mechanisch und/oder elektrisch verbunden ist, und/oder wobei bevorzugt vorgesehen ist, dass das zweite Kontaktteil, bevorzugt materialeinheitlich und/oder einstückig, mit einer mit der Traktionsbatterie, sowie deren steuernden Subkomponenten wie z.B. einer ,Schaltbox', elektrisch leitend verbundenen Traktionsbatterie-Leiterschiene, bevorzugt unmittelbar, elektrisch und/oder mechanisch verbunden ist. Für das Fahrzeug gelten die in Verbindung mit dem Kontaktsystem genannten Vorteile entsprechend. An dieser Stelle wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass das erste Kontaktteil und das zweite Kontaktteil mit unterschiedlichsten Bauteilen und/oder Baugruppen elektrisch verbunden sein kann. Der Ladepin und die Traktionsbatterie und die Leiterschienen stellen lediglich Beispiele für solche Bauteile und/oder Baugruppen dar.
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Figurenbeschreibung
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Nachfolgend werden vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
- 1 in einer Seitenschnittansicht ein Kontaktsystem mit einem ersten Kontaktteil und einem zweiten Kontaktteil, wobei das erste Kontaktteil mit dem zweiten Kontaktteil fluchtet;
- 2 in einer Seitenschnittansicht das Kontaktsystem gemäß der 1, wobei das erste Kontaktteil nicht mit dem zweiten Kontaktteil fluchtet und daher zwischen dem ersten Kontaktteil und dem zweiten Kontaktteil eine Winkelabweichung vorliegt;
- 3 in einer Seitenschnittansicht ein Ausschnitt eines Fahrzeuges, in dem das Kontaktsystem gemäß der 1 eingebaut ist;
- 4 in einer Seitenschnittansicht den Ausschnitt des Fahrzeuges gemäß der 3, wobei das erste Kontaktteil entsprechend der 2 nicht mit dem zweiten Kontaktteil fluchtet;
- 5 in einer perspektivischen Ansicht den Ausschnitt des Fahrzeuges gemäß der 3, in dem das Kontaktsystem eingebaut ist, und
- 6 in einer Seitenschnittansicht eine weitere Ausführungsform des Kontaktsystems.
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In der 1 ist ein Kontaktsystem 1 dargestellt. Das Kontaktsystem 1 weist ein erstes, bevorzugt mittels eines Drehverfahrens oder mittels eines Kaltfließverfahrens hergestelltes, Kontaktteil 3 mit einer ersten Kontaktfläche und ein zweites, bevorzugt mittels eines Drehverfahrens oder mittels eines Kaltfließverfahrens hergestelltes, Kontaktteil 5 mit einer zweiten Kontaktfläche auf. Um eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem ersten Kontaktteil 3 und dem zweiten Kontaktteil 5 herzustellen, steht ein erster Kontaktflächenbereich 7 der ersten Kontaktfläche in flächiger Pressverbindung mit einem zweiten Kontaktflächenbereich 9 der zweiten Kontaktfläche.
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Um die Pressverbindung herzustellen, weist das Kontaktsystem 1 eine Schraubanordnung mit einer Schraube 21 und einer mit der Schraube 21 in Gewindeeingriff stehenden Schraubenmutter 23 auf. Die Schraubenmutter 23 kann an der dem zweiten Kontaktteil 5 zugewandten Seite eine Fase aufweisen. Das erste Kontaktteil 3 und das zweite Kontaktteil 5 sind zwischen einem Schraubenkopf 25 der Schraube 21 und der Schraubenmutter 23 verspannt und/oder gespannt, und zwar derart, dass der erste Kontaktflächenbereich 7 unter Bildung der Pressverbindung und unter Einwirkung einer mittels der Schraubanordnung aufgebrachten Spannkraft FS gegen den zweiten Kontaktflächenbereich 9 gepresst ist. Wie dies beispielsweise in der 1 dargestellt ist, ist ein Schraubenschaft 27 der Schraube 21 ist durch einen ersten und dem ersten Kontaktteil 3 zugeordneten Zentraldurchbruch 31 sowie durch einen zweiten und dem zweiten Kontaktteil 5 zugeordneten Zentraldurchbruch geführt. Der Schraubenkopf 25 ist, hier lediglich beispielhaft, ausschließlich unter Zwischenlage einer in Richtung des ersten Kontaktteils 3 gewölbten und von der Schraube 21 separaten Schraubenkopf-Unterlegscheibe 33 gegen das erste Kontaktteil 3 gespannt ist. Die Schraubenkopf-Unterlegscheibe 33 kann als Verliersicherung für die Schraube 21 wirken. Hierzu kann die Schraube 21 schon anteilig im ersten Kontaktteil 3 stecken und im Bereich eines Gewindes der Schraube 21 von der Schraubenkopf-Unterlegscheibe 33 gehalten sein. Die Schraubenmutter 23 ist bei dem Kontaktsystem 1, hier lediglich beispielhaft, unmittelbar gegen das zweite Kontaktteil 5 gespannt. Der Schraubenkopf 25 und/oder die Schraubenkopf-Unterlegscheibe 33 kann über eine Eingriffstruktur vergriffen, um ein frühzeitiges Haltemoment beim Anziehen der Schraubenmutter 23 generieren.
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Der erste Zentraldurchbruch 31 erstreckt sich entlang einer erster Durchbruch-Achse (nicht dargestellt) und ist von einer Innenumfangfläche des ersten Kontaktteils 3, in Bezug auf die erste Durchbruch-Achse, nach radial außen begrenzt. Lediglich beispielhaft erstreckt sich die erste Durchbruch-Achse koaxial zu der Rotationssymmetrieachse des ersten Kontaktteils 3. Das erste Kontaktteil 3 ist in Bezug auf die Rotationssymmetrieachse zumindest im Wesentlichen rotationssymmetrisch. Der zweite Zentraldurchbruch erstreckt sich entlang einer zweiten Durchbruch-Achse (nicht dargestellt) und ist von einer Innenumfangfläche des zweiten Kontaktteils 5, in Bezug auf die zweite Durchbruch-Achse, nach radial außen begrenzt. Lediglich beispielhaft erstreckt sich die zweite Durchbruch-Achse koaxial zu der Rotationssymmetrieachse des zweiten Kontaktteils 5. Das zweite Kontaktteil 5 ist in Bezug auf die Rotationssymmetrieachse zumindest im Wesentlichen rotationssymmetrisch. Lediglich beispielhaft weist der erste Zentraldurchbruch 31 im Wesentlichen die Form und/oder Geometrie eines Kegelstumpfes auf, wobei die durchmessergrößere Grundfläche des Kegelstumpfes dem zweiten Kontaktteil 5 zugewandt ist und in Richtung des zweiten Kontaktteils 5 gewölbt ist. Der zweite Zentraldurchbruch weist, hier lediglich beispielhaft, im Wesentlichen die Form und/oder Geometrie eines geraden Kreiszylinders auf.
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Ganz allgemein sind die erste Kontaktfläche und die zweite Kontaktfläche geometrisch derart ausgebildet, dass der Flächeninhalt des ersten Kontaktflächenbereiches 7 einen geometrisch vordefinierten Betrag aufweist, welcher vordefinierter Betrag im Wesentlichen unabhängig davon ist, ob eine erste Längsachse L1 des ersten Kontaktteils 3 mit einer zweiten Längsachse L2 des zweiten Kontaktteils 5 fluchtet, oder ob zwischen der ersten Längsachse L1 und der zweiten Längsachse L2 eine Winkelabweichung vorliegt, und, falls eine Winkelabweichung vorliegt, unabhängig von einem Wert und/oder einer Größe der Winkelabweichung. Insbesondere gilt dies für Winkelabweichungen mit einem Wert von bis zu ca. 15° und somit auch für beispielsweise eine Winkelabweichung mit einem Wert von 5°, wie sie in den 2 und 4 dargestellt ist. Der Flächeninhalt des zweiten Kontaktflächenbereiches 9 ist stets gleich dem Flächeninhalt des ersten Kontaktflächenbereiches 7.
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Um den beschriebenen Winkelausgleich zu ermöglichen, weist die erste Kontaktfläche die Form einer Kugelzone einer, bevorzugt fiktiven, Kugelschicht einer ersten Kugel, bevorzugt einer ersten Vollkugel, auf. Die erste Kontaktfläche ist somit in Richtung des zweiten Kontaktteils 5 gewölbt. Außerdem weist die zweite Kontaktfläche ebenfalls die Form einer Kugelzone einer, bevorzugt fiktiven, Kugelschicht einer zweiten Kugel, bevorzugt einer zweiten Vollkugel, auf. Die zweite Kontaktfläche ist entgegen der Richtung des ersten Kontaktteils 3 gewölbt. Der Betrag des Radius der ersten Kugel, bevorzugt der ersten Vollkugel, kann kleiner oder gleich groß sein wie der Betrag des Radius der zweiten Kugel, bevorzugt der zweiten Vollkugel.
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In den 3 und 4 ist das Kontaktsystem 1 in einer konkreten Einbausituation, und zwar in einem Fahrzeug, dargestellt. In der 3 befindet sich das Kontaktsystem 1 in demselben Zustand wie in der 1. In der 4 befindet sich das Kontaktsystem 1 in demselben Zustand wie in der 2, das heißt, dass eine Winkelabweichung mit einem Wert von 5° vorliegt. Konkret ist das Kontaktsystem 1 in den 3 und 4 derart in dem Fahrzeug verbaut, dass das erste Kontaktteil 3 elektrisch leitend mit einer Ladepin-Leiterschiene 35 mechanisch und elektrisch verbunden. Das erste Kontaktteil 3 ist beispielhaft in eine Öffnung der Ladepin-Leiterschiene 35 eingepresst oder mittels eines Reibschweißverfahrens mit der Ladepin-Leiterschiene 35 verschweißt. Die Ladepin-Leiterschiene 35 ist ihrerseits elektrisch und mechanisch mit einem Ladepin 37 einer Ladedose des Fahrzeuges verbunden. Das zweite Kontaktteil 5 ist elektrisch und mechanisch mit einer Traktionsbatterie-Leiterschiene bzw. Ladepfad-Schiene 39 verbunden. Das zweite Kontaktteil 5 ist beispielhaft in eine Öffnung der Traktionsbatterie-Leiterschiene 39 eingepresst oder mittels eines Reibschweißverfahrens mit der Traktionsbatterie-Leiterschiene 39 verschweißt. Die Traktionsbatterie-Leiterschiene 39 ist ihrerseits elektrisch und mechanisch mit einer Traktionsbatterie des Fahrzeuges elektrisch verbunden. Um bei der Öffnung des Steckerteils 45 auch einen durchgehenden Berührschutz zu ermöglichen, verfügt die Leiterschiene 39 ihrerseits über eine stromisolierende Isolierung oder eine, hier beispielhaft oben auf gesetzte Abdeckkappe.
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Wie dies in den 3, 4 und 5 dargestellt ist, weist das Kontaktsystem 1 eine dem zweiten Kontaktteil 5 zugeordnete Abdeckkappe 41 auf. Die Abdeckkappe 41 ist, hier lediglich bespielhaft, dreiteilig aufgebaut. Die Abdeckkappe 41 weist ein Flanschteil 43 und ein Steckerteil 45 und ein zwischen dem Flanschteil 43 und dem Steckerteil 45 angeordnetes, mechanisch elastisches und sowohl mit dem Flanschteil 43 als auch mit Steckerteil 45 verbundenes Elastikteil 47 auf. Das Flanschteil 43 liegt an einer Rückwand 49 der Ladedose des Fahrzeuges flächig an. Hier lediglich beispielhaft ist das Elastikteil 47 durch einen Faltenbalg gebildet. Dadurch ist das Elastikteil 47 dazu ausgebildet und dazu geeignet, eine Relativbewegung zwischen dem Flanschteil 43 und dem Steckerteil 45 zu ermöglichen und die in der 4 veranschaulichte Winkelabweichung mit einem Wert von 5° auszugleichen, so dass sich die Abdeckkappe 41, ebenso wie das Kontaktsystem 1, an vorliegende Winkelabweichungen anpassen kann. Dadurch wird gewährleistet, dass der Flanschteil 43 stets die korrekte Position behält und die Funktion des Dichtens mittels einer/mehrerer Dichtlippen gegenüber der, hier lediglich beispielhaft Ladedosenrückseite sicherstellt.
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Wie dies beispielsweise in der 3 dargestellt ist, kann das Kontaktsystem 1 ein Drehmoment-Stützelement 51 aufweisen, und zwar um ein versehentliches Mitdrehen der Schraube 21 bei der Montage des Kontaktsystems 1 zu verhindern. Das Drehmoment-Stützelement 51 kann durch ein Federblech oder durch ausgeformte Kunststoffrippen gebildet sein. Hierzu ist ein erstes, der Schraubanordnung zugewandtes, Ende des Drehmoment-Stützelementes 51 drehfest mit dem Schraubenkopf 25 verbunden. Mit einem zweiten, der Schraubanordnung abgewandten, Ende des Drehmoment-Stützelementes 51 ist das Drehmoment-Stützelement 51 an einem Gehäuse des Kontaktsystems 1 abgestützt und/oder befestigt ist.
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In der 6 ist ein Kontaktsystem 101 dargestellt. Das Kontaktsystem 101 ist, soweit nachfolgend nichts anderes beschrieben ist, bau- und funktionsgleich mit dem Kontaktsystem 1. Anders als bei dem Kontaktsystem 1 ist bei dem Kontaktsystem 101 eine Schraubenanordnung vorgesehen, die die Schraube 21 und eine Schraubenmutter 103 aufweist. Der Schraubenkopf 25 dem zweiten Kontaktteil 5 zugeordnet. Der Schraubenkopf 25 ist unter Zwischenlage einer ebenen Schraubenkopf-Unterlegscheibe 105 gegen das zweite Kontaktteil 5 verspannt. Die Schraubenmutter 103 weist eine Schraubenmutter-Unterlegscheibe 107 auf, die materialeinheitlicher und einstückiger Bestandteil der Schraubenmutter 103 ist. Die Schraubenmutter 103 ist mit der Schraubenmutter-Unterlegscheibe 107 gegen das erste Kontaktteil 3 verspannt. Außerdem ist auch bei dem Kontaktsystem 101 das Drehmoment-Stützelement 51 vorgesehen, wobei das erste, der Schraubanordnung zugewandte, Ende des Drehmoment-Stützelementes 51 drehfest mit der Schraubenmutter 103 verbunden ist. Mit dem zweiten, der Schraubanordnung abgewandten, Ende des Drehmoment-Stützelementes 51 ist das Drehmoment-Stützelement 51 an dem Gehäuse des Kontaktsystems 1 abgestützt und/oder befestigt.
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Sowohl das Kontaktsystem 1 als auch das Kontaktsystem 101 kann zumindest ein Berührschutzelement 109 aufweisen. Wie dies in der 6 dargestellt ist, kann das Berührschutzelement 109 beispielhaft durch eine Kunststoffkappe gebildet sein, die auf den Schraubenkopf 25 aufgesteckt. Wenngleich Arbeiten an den Kontaktsystemen 1 und 101 nur dann vorgenommen werden, wenn insbesondere die Kontaktteile nicht spannungsführend sind, so ist zur weiteren Erhöhung der Arbeitssicherheit zusätzlich das Berührschutzelement 109 vorgesehen.
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BEZUGSZEICHENLISTE
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- 1
- Kontaktsystem
- 3
- erstes Kontaktteil
- 5
- zweites Kontaktteil
- 7
- erster Kontaktflächenbereich
- 9
- zweiter Kontaktflächenbereich
- 21
- Schraube
- 23
- Schraubenmutter
- 25
- Schraubenkopf
- 27
- Schraubenschaft
- 31
- erster Zentraldurchbruch
- 33
- Schraubenkopf-Unterlegscheibe
- 35
- Ladepin-Leiterschiene
- 37
- Ladepin
- 39
- Traktionsbatterie-Leiterschiene
- 41
- Abdeckkappe
- 43
- Flanschteil
- 45
- Steckerteil
- 47
- Elastikteil
- 49
- Rückwand
- 51
- Drehmoment-Stützelement
- 101
- Kontaktsystem
- 103
- Schraubenmutter
- 105
- Schraubenkopf-Unterlegscheibe
- 107
- Schraubenmutter-Unterlegscheibe
- 109
- Berührschutzelement
- L1
- erste Längsachse
- L2
- zweite Längsachse
- FS
- Spannkraft