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DE102022004927A1 - Vorrichtung zum Herstellen einer elektrischen Verbindung - Google Patents

Vorrichtung zum Herstellen einer elektrischen Verbindung Download PDF

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DE102022004927A1
DE102022004927A1 DE102022004927.9A DE102022004927A DE102022004927A1 DE 102022004927 A1 DE102022004927 A1 DE 102022004927A1 DE 102022004927 A DE102022004927 A DE 102022004927A DE 102022004927 A1 DE102022004927 A1 DE 102022004927A1
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DE
Germany
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connecting part
screw
contact surface
diameter
inner diameter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102022004927.9A
Other languages
English (en)
Inventor
Oliver Mzyk
Juergen Benecke
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.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Mercedes Benz Group AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mercedes Benz Group AG filed Critical Mercedes Benz Group AG
Priority to DE102022004927.9A priority Critical patent/DE102022004927A1/de
Priority to PCT/EP2023/083842 priority patent/WO2024141217A1/de
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (100) zum Herstellen einer elektrischen Verbindung, insbesondere einer Batterie, wenigstens aufweisend, ein erstes Verbindungsteil (10), welches als zylindrische Buchse mit einer stirnseitigen ersten Kontaktfläche (12) ausgebildet ist, mit einem Innendurchmesser (14) und einem Außendurchmesser (16), und ein zweites Verbindungsteil (20), welches eine flächig ausgedehnte zweite Kontaktfläche (22) mit einer zentralen Bohrung (24) zur Aufnahme einer Schraube (30) aufweist. Die beiden Verbindungsteile (10, 20) sind zum Herstellen eines elektrischen Kontakts an ihren Kontaktflächen (12, 22) durch die im Inneren (18) des ersten Verbindungsteils (10) und in der zentralen Bohrung (24) des zweiten Verbindungsteils (20) angeordnete Schraube (30) verpresst. Die erste Kontaktfläche (12) entspricht einer für eine vorgegebene Stromtragfähigkeit notwendigen nominalen Kontaktfläche. Die zweite Kontaktfläche (22) ist dabei so dimensioniert, dass bei einem vorgegebenen radialen Versatz (40) abweichend von einer koaxialen Anordnung der beiden Verbindungsteile (10, 20) die nominale Kontaktfläche erhalten bleibt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen einer elektrischen Verbindung, insbesondere einer Batterie.
  • Bei elektrischen Schraubverbindungen werden üblicherweise zwei Kontaktflächen zweier Leiter durch die Spannkraft mindestens einer Schraube flächig aufeinandergepresst. Hierbei wird bei der Auslegung normalerweise die Schraube nicht als Leiterquerschnitt eingerechnet, sondern es werden lediglich die aufeinandergepressten Flächen, abzüglich der Durchgangslöcher für die Schraube, so gewählt, dass die dazwischen entstehende Flächenpressung innerhalb der minimal notwendigen bzw. maximal zulässigen Grenzen liegt. In der Realität kann diese Paarung zweier Flächen aufgrund von Montage- und Positionierungstoleranzen von dem beschriebenen Idealzustand abweichen. Die Flächenpressung kann daher je nach Einbaulage der Kontaktierungspartner schwanken, was im Extremfall zu einer instabilen Schraubverbindung und in der Konsequenz zu einem Ausfall der Kontaktierung führen kann.
  • Die DE 10 2018 217 275 B3 offenbart eine elektrisch leitfähige Schraubhülse, welche einen Kopfbereich mit einem Innenantriebsprofil, einen inneren Aufnahmebereich sowie einen Schraubbereich umfasst. Der innere Aufnahmebereich der Schraubhülse erstreckt sich durch das Innenantriebsprofil hindurch in die Schraubhülse und ist ausgebildet, ein Verbindungselement aufzunehmen. Ein Verbindungselement kann etwa eine Schraube oder ein Bolzen sein, die in den inneren Aufnahmebereich der Schraubhülse eingeschraubt oder eingesteckt werden kann, um mit diesem einen festen Kontakt zu bilden.
  • Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Herstellen einer elektrischen Verbindung, insbesondere einer Batterie, zu schaffen, welche einen Toleranzausgleich ermöglicht.
  • Die vorgenannte Aufgabe wird mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst.
  • Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.
  • Nach einem Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Herstellen einer elektrischen Verbindung, insbesondere einer Batterie, vorgeschlagen, wenigstens aufweisend ein erstes Verbindungsteil, welches als zylindrische Buchse mit einer stirnseitigen ersten Kontaktfläche ausgebildet ist, mit einem Innendurchmesser und einem Außendurchmesser, und ein zweites Verbindungsteil, welches eine flächig ausgedehnte zweite Kontaktfläche mit einer zentralen Bohrung zur Aufnahme einer Schraube aufweist. Die beiden Verbindungsteile sind zum Herstellen eines elektrischen Kontakts an ihren Kontaktflächen durch die im Inneren des ersten Verbindungsteils und in der zentralen Bohrung des zweiten Verbindungsteils angeordnete Schraube verpresst. Die erste Kontaktfläche entspricht einer für eine vorgegebene Stromtragfähigkeit notwendigen nominalen Kontaktfläche. Dabei ist die zweite Kontaktfläche so dimensioniert, dass bei einem vorgegebenen radialen Versatz abweichend von einer koaxialen Anordnung der beiden Verbindungsteile die nominale Kontaktfläche erhalten bleibt.
  • Vorteilhaft sind bei der vorgeschlagenen Vorrichtung die Kontaktierungspartner, nämlich die beiden Verbindungsteile, und die Schraube der elektrischen Schraubverbindung so ausgeführt, dass innerhalb definierter Toleranzen die Kontaktfläche der Kontaktierungspartner stets auf dem Nominalwert gehalten werden kann. Damit kann die elektrische Schraubverbindung gegenüber Toleranzen stabil gestaltet werden.
  • Die beiden Verbindungsteile können beispielsweise als zwei zylindrische Buchsen mit unterschiedlicher Wandstärke und unterschiedlichem Durchmesser ausgeführt werden und diese über eine Schraube, die im Inneren des ersten Verbindungsteils und in der zentralen Bohrung des zweiten Verbindungsteils verläuft, stirnseitig miteinander verspannt werden. Dadurch ergeben sich als Kontaktflächen zwei Kreisringe mit unterschiedlicher Stärke und unterschiedlichem Durchmesser. Dabei kann die Kontaktfläche des Leiters auf der Seite des Schraubenkopfs, des ersten Verbindungsteils, so gewählt werden, dass sie in Durchmesser und Stärke des Kreisrings der Fläche der für die Stromtragfähigkeit notwendigen nominalen Kontaktfläche entspricht. Die Kreisringfläche des zweiten Verbindungsteils, auf dessen Seite das Gewinde dargestellt wird, kann in Durchmesser und Stärke derart größer dimensioniert werden, dass bei einem radialen Versatz beider Verbindungsteile zueinander trotzdem die nominale Kontaktfläche erhalten bleibt.
  • Vorteilhaft kann so mit der vorgeschlagenen Vorrichtung eine nominal erforderliche Kontaktfläche von Verbindungsteilen einer elektrischen Schraubverbindung innerhalb definierter Toleranzlagen dargestellt werden.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung kann die zentrale Bohrung ein Innengewinde zur Aufnahme der Schraube aufweisen. Auf diese Weise kann das zweite Verbindungsteil mit dem ersten Verbindungsteil verpresst werden, ohne dass ein weiteres Element zur Verspannung der Kontaktierungspartner erforderlich ist.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung kann die zentrale Bohrung eine Einführschräge zum Einführen der Schraube aufweisen.
  • Der Innendurchmesser des zweiten Verbindungsteils ergibt sich aus dem gewählten Gewindedurchmesser. Für eine vereinfachte Montage kann es vorteilhaft sein, den Innendurchmesser des zweiten Verbindungsteils um eine Kegelsenkung oder Fase zu ergänzen, durch welche die Schraube beim Fügen der beiden Verbindungsteile in Richtung des Gewindes geführt wird. In diesem Fall vergrößert sich dadurch der Innendurchmesser des zweiten Verbindungsteils, was bei der Dimensionierung des Innendurchmessers der zylindrischen Buchse des ersten Verbindungsteils berücksichtigt werden kann.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung kann der Innendurchmesser des ersten Verbindungsteils wenigstens einer Summe aus einem Durchmesser der zentralen Bohrung und dem Doppelten des vorgegebenen radialen Versatzes entsprechen. Dabei kann der Außendurchmesser des ersten Verbindungsteils über eine Summe aus einer durch den Innendurchmesser bestimmten Fläche und der nominalen Kontaktfläche bestimmbar sein.
  • Der Innendurchmesser der zylindrischen Buchse des ersten Verbindungsteils ergibt sich aus dem Innendurchmesser des Kreisrings des zweiten Verbindungsteils zuzüglich des Doppelten des maximal vorzuhaltenden radialen Versatzes. Der Außendurchmesser der zylindrischen Buchse des ersten Verbindungsteils kann entsprechend ausgehend vom definierten Innendurchmesser erhöht werden, bis die nominale Kontaktfläche erreicht ist.
  • Durch diese Auslegung kann vorteilhaft in den definierten radial versetzten Lagen beider Verbindungsteile die nominale Kontaktfläche erreicht werden, wodurch eine toleranzstabile elektrische Schraubverbindung dargestellt werden kann.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung kann das zweite Verbindungsteil als zylindrische Buchse ausgebildet sein. Dabei kann ein Außendurchmesser des zweiten Verbindungsteils wenigstens einer Summe aus dem Außendurchmesser des ersten Verbindungsteils und dem Doppelten des vorgegebenen radialen Versatzes entsprechen.
  • Der Außendurchmesser der zylindrischen Buchse des zweiten Verbindungsteils ergibt sich aus dem Außendurchmesser der zylindrischen Buchse des ersten Verbindungsteils, zuzüglich des Doppelten des maximal vorzuhaltenden radialen Versatzes.
  • Durch diese Auslegung kann vorteilhaft in den definierten radial versetzten Lagen beider Verbindungsteile die Nominalfläche erreicht werden, wodurch eine toleranzstabile elektrische Schraubverbindung dargestellt werden kann.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung kann zwischen dem ersten Verbindungsteil und einem Schraubenkopf der Schraube eine Unterlegscheibe angeordnet sein.
  • Da die Schraube in jeder Toleranzposition stets in das mittige Gewinde der zylindrischen Buchse des zweiten Verbindungsteils eingeschraubt wird, kann die Lage der Schraube in dem ersten Verbindungsteil je nach Toleranzlage deutlich vom Zentrum des ersten Verbindungsteils abweichen. Je nach Größe der gewählten radialen Toleranz kann es daher vorkommen, dass der Innendurchmesser der zylindrischen Hülse des ersten Verbindungsteils größer ausfällt als gängige Schraubenköpfe in dem gewählten Gewindedurchmesser. Um dennoch eine vorschriftsgemäße Einleitung der Schraubenkraft in das erste Verbindungsteil sicherzustellen, kann zwischen Schraubenkopf und Hülse eine Unterlegscheibe eingebracht werden, die über eine ausreichende Dicke verfügt, um bei gängigen Schraubkräften die Verschraubung nicht durch eine unzulässig hohe Verformung nachteilig zu beeinflussen.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung kann ein Innendurchmesser der Unterlegscheibe wenigstens einem Durchmesser der Schraube entsprechen. Dabei ein Außendurchmesser der Unterlegscheibe wenigstens einer Summe aus dem Außendurchmesser des ersten Verbindungsteils und dem vorgegebenen radialen Versatz entsprechen.
  • Der Innendurchmesser der Unterlegscheibe kann sich zweckmäßigerweise am gewählten Schraubendurchmesser orientieren, zuzüglich Übermaß zum Einführen der Schraube. Der Außendurchmesser der Unterlegscheibe kann so gewählt werden, dass in den vorgehaltenen Extremlagen ein Auflegen auf dem ersten Verbindungsteil stets gegeben ist.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung kann das erste Verbindungsteil an seinem dem Schraubenkopf zugewandten Ende eine Auflageverbreiterung mit einem gegenüber dem Innendurchmesser an der Kontaktfläche mit dem zweiten Verbindungsteil reduzierten zweiten Innendurchmesser aufweisen.
  • Vor allem in Verbindung mit einer kegelförmigen Einführschräge an dem zweiten Verbindungsteil kann es vorteilhaft sein, die zylindrische Buchse des ersten Verbindungsteils im axialen Verlauf mit zwei unterschiedlichen Innendurchmessern zu versehen. Der Innendurchmesser im unteren Teil des ersten Verbindungsteils, nahe der Kontaktfläche, ergibt sich wie beschrieben. Der zweite Innendurchmesser im oberen Teil des ersten Verbindungsteils, nahe des Schraubenkopfes, kann gegenüber dem unteren Durchmesser reduziert ausgeführt werden, um die Schraubenkopfauflage zu verbessern bzw. den Außendurchmesser der Unterlegscheibe gering zu halten.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung können wenigstens der Schraubenkopf, und/oder die Unterlegscheibe, und/oder das erste Verbindungsteil, und/oder das zweite Verbindungsteil Sicherheitsisolierungen aufweisen.
  • Um die Verschraubung berührgeschützt auszuführen, können der Schraubenkopf, die Unterlegscheibe und/oder die beiden Verbindungsteile so jeweils um eine Berührschutzummantelung aus elektrisch isolierendem Material, beispielsweise Kunststoff, ergänzt werden.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung können die Sicherheitsisolierungen so verschachtelt angeordnet sein, dass eine Berührung elektrisch leitender Teile, insbesondere mit einem starren Prüfdraht mit einem Durchmesser von mindestens 1 mm, ausgeschlossen ist.
  • Durch die Verschachtelung der einzelnen Berührschutzummantelungen kann vorteilhaft sichergestellt werden, dass innerhalb der definierten Toleranzlagen die Erreichbarkeit elektrisch leitender Teile mit einem starren Prüfdraht mit einem Durchmesser von 1 mm, was einer Schutzart IPxxD entspricht, ausgeschlossen werden kann.
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
  • Dabei zeigen:
    • 1 eine schematische Darstellung eines ersten und zweiten Verbindungsteils einer Vorrichtung zum Herstellen einer elektrischen Verbindung, insbesondere einer Batterie, nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Schnittdarstellung und in einer Draufsicht;
    • 2 das erste und zweite Verbindungsteil der Vorrichtung nach 1 in einer ersten Extremlage;
    • 3 das erste und zweite Verbindungsteil der Vorrichtung nach 1 in einer zweiten Extremlage;
    • 4 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Herstellen einer elektrischen Verbindung nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Schnittdarstellung und in einer Draufsicht;
    • 5 die Vorrichtung nach 4 in einer ersten Extremlage;
    • 6 die Vorrichtung nach 4 in einer zweiten Extremlage; und
    • 7 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Herstellen einer elektrischen Verbindung nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Schnittdarstellung.
  • In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu verstehen.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten und zweiten Verbindungsteils 10, 20 einer Vorrichtung 100 zum Herstellen einer elektrischen Verbindung, insbesondere einer Batterie, nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Schnittdarstellung und in einer Draufsicht. In den 2 und 3 sind die beiden Verbindungsteile 10, 20 in zwei Extremlagen bei maximalem radialen Versatz 40 der beiden Verbindungsteile 10, 20 zueinander dargestellt.
  • In den 1 bis 3 ist jeweils im oberen Teil der Figur ein Schnitt durch die beiden Verbindungsteile 10, 20 dargestellt, während im unteren Teil der Figur eine entsprechende Draufsicht erkennbar ist.
  • Die Vorrichtung 100 umfasst das erste Verbindungsteil 10, welches als zylindrische Buchse mit einer stirnseitigen ersten Kontaktfläche 12 ausgebildet ist, mit einem Innendurchmesser 14 und einem Außendurchmesser 16, und das zweite Verbindungsteil 20, welches eine flächig ausgedehnte zweite Kontaktfläche 22 mit einer zentralen Bohrung 24 zur Aufnahme einer Schraube 30 aufweist.
  • Die Schraube 30 ist bei dem Ausführungsbeispiel, welches in den 1 bis 3 gezeigt ist, der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. Eine beispielhafte Schraube 30 ist jedoch bei dem in den 4 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispiel erkennbar.
  • Die beiden Verbindungsteile 10, 20 können zum Herstellen eines elektrischen Kontakts an ihren Kontaktflächen 12, 22 durch die im Inneren 18 des ersten Verbindungsteils 10 und in der zentralen Bohrung 24 des zweiten Verbindungsteils 20 angeordnete Schraube 30 verpresst werden. Dabei entspricht die erste Kontaktfläche 12 einer für eine vorgegebene Stromtragfähigkeit notwendigen nominalen Kontaktfläche. Die zweite Kontaktfläche 22 kann dagegen vorteilhaft so dimensioniert werden, dass bei einem vorgegebenen radialen Versatz 40 (in 1 erkennbar) abweichend von einer koaxialen Anordnung der beiden Verbindungsteile 10, 20 die nominale Kontaktfläche erhalten bleibt.
  • Die zentrale Bohrung 24 weist ein Innengewinde 25 zur Aufnahme der Schraube 30 auf. Dabei ist die zentrale Bohrung 24 mit einer Einführschräge 28 zum besseren Einführen der Schraube 30 versehen.
  • Der Innendurchmesser 14 des ersten Verbindungsteils 10 entspricht dabei wenigstens einer Summe aus einem Durchmesser 27 der zentralen Bohrung 24 und dem Doppelten des vorgegebenen radialen Versatzes 40, während der Außendurchmesser 16 des ersten Verbindungsteils 10 vorteilhaft über eine Summe aus einer durch den Innendurchmesser 14 bestimmten Fläche und der nominalen Kontaktfläche festgelegt werden kann. Der Außendurchmesser der zylindrischen Buchse des ersten Verbindungsteils 10 kann so entsprechend ausgehend vom definierten Innendurchmesser 14 erhöht werden, bis die nominale Kontaktfläche erreicht ist.
  • Das zweite Verbindungsteil 20 kann ebenfalls als zylindrische Buchse ausgebildet sein. Dabei kann ein Außendurchmesser 26 des zweiten Verbindungsteils 20 wenigstens einer Summe aus dem Außendurchmesser 16 des ersten Verbindungsteils 10 und dem Doppelten des vorgegebenen radialen Versatzes 40 entsprechen.
  • Durch diese Auslegung kann vorteilhaft in den definierten radial versetzten Extremlagen beider Verbindungsteile 10, 20 zueinander die nominale Kontaktfläche erreicht werden, wodurch eine toleranzstabile elektrische Schraubverbindung erzielt werden kann.
  • 4 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 100 zum Herstellen einer elektrischen Verbindung nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Schnittdarstellung und in einer Draufsicht. In den 5 und 6 sind die beiden Verbindungsteile 10, 20 in zwei Extremlagen bei maximalem radialen Versatz 40 der beiden Verbindungsteile 10, 20 zueinander dargestellt.
  • In den 4 bis 6 ist jeweils im oberen Teil der Figur ein Schnitt durch die beiden Verbindungsteile 10, 20 dargestellt, während im unteren Teil der Figur eine entsprechende Draufsicht erkennbar ist.
  • Bei der in den 4 bis 6 dargestellten Vorrichtung 100 zum Herstellen einer elektrischen Verbindung ist die Schraube 30 zum Verspannen der beiden Verbindungsteile 10, 20 dargestellt. Außerdem ist bei diesem Ausführungsbeispiel zwischen dem ersten Verbindungsteil 10 und dem Schraubenkopf 32 der Schraube 30 eine Unterlegscheibe 34 angeordnet.
  • Da die Schraube 30 in jeder Toleranzposition stets in das mittige Gewinde 25 der zylindrischen Buchse des zweiten Verbindungsteils 20 eingeschraubt wird, kann die Lage der Schraube 30 in dem ersten Verbindungsteil 10 je nach Toleranzlage deutlich vom Zentrum des ersten Verbindungsteils 10 abweichen. Je nach Größe der gewählten radialen Toleranz kann es daher vorkommen, dass der Innendurchmesser 14 der zylindrischen Hülse des ersten Verbindungsteils 10 größer ausfällt als gängige Schraubenköpfe 32 in dem gewählten Gewindedurchmesser. Um dennoch eine vorschriftsgemäße Einleitung der Schraubenkraft in das erste Verbindungsteil 10 sicherzustellen, kann zwischen Schraubenkopf 32 und Hülse eine Unterlegscheibe 34 eingebracht werden, die über eine ausreichende Dicke verfügt, um bei gängigen Schraubkräften die Verschraubung nicht durch eine unzulässig hohe Verformung nachteilig zu beeinflussen.
  • Ein Innendurchmesser 36 der Unterlegscheibe 34 entspricht dabei wenigstens einem Durchmesser 33 der Schraube 30, während ein Außendurchmesser 38 der Unterlegscheibe 34 wenigstens einer Summe aus dem Außendurchmesser 16 des ersten Verbindungsteils 10 und dem vorgegebenen radialen Versatz 40 entspricht.
  • Der Innendurchmesser 36 der Unterlegscheibe 34 kann sich zweckmäßigerweise am gewählten Schraubendurchmesser orientieren, zuzüglich Übermaß zum Einführen der Schraube. Der Außendurchmesser 38 der Unterlegscheibe 34 kann so gewählt werden, dass in den vorgehaltenen Extremlagen ein Auflegen auf dem ersten Verbindungsteil 10 stets gegeben ist.
  • Das erste Verbindungsteil 10 weist an seinem dem Schraubenkopf 32 zugewandten Ende 19 eine Auflageverbreiterung 17 mit einem gegenüber dem Innendurchmesser 14 an der Kontaktfläche 12 mit dem zweiten Verbindungsteil 20 reduzierten zweiten Innendurchmesser 15 auf.
  • Vor allem in Verbindung mit einer kegelförmigen Einführschräge 28 an dem zweiten Verbindungsteil 20 kann es vorteilhaft sein, die zylindrische Buchse des ersten Verbindungsteils 10 im axialen Verlauf mit zwei unterschiedlichen Innendurchmessern 14, 15 zu versehen. Der Innendurchmesser 14 im unteren Teil des ersten Verbindungsteils 10, nahe der Kontaktfläche 12, ergibt sich wie beschrieben. Der zweite Innendurchmesser 15 im oberen Teil des ersten Verbindungsteils 10, nahe des Schraubenkopfes 32, kann gegenüber dem unteren Durchmesser 14 reduziert ausgeführt werden, um die Schraubenkopfauflage zu verbessern bzw. den Außendurchmesser 38 der Unterlegscheibe 34 gering zu halten.
  • 7 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 100 zum Herstellen einer elektrischen Verbindung nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Schnittdarstellung.
  • Um die Verschraubung berührgeschützt auszuführen, können der Schraubenkopf 32, die Unterlegscheibe 34 und/oder die beiden Verbindungsteile 10, 20 jeweils um eine Berührschutzummantelung aus elektrisch isolierendem Material, beispielsweise Kunststoff, ergänzt werden. So weisen bei dem in 7 dargestellten Ausführungsbeispiel der Schraubenkopf 32, die Unterlegscheibe 34, das erste Verbindungsteil 10, und das zweite Verbindungsteil 20 Sicherheitsisolierungen 42, 44, 46 auf. Dabei ist jeweils eine Sicherheitsisolierung 42 um den Schraubenkopf 32 gelegt, während die obenliegende Fläche der Unterlegscheibe 34 eine weitere Sicherheitsisolierung 44 aufweist. Zusätzlich ist eine Sicherheitsisolierung 46 als Berührschutz um die gesamte Vorrichtung 100 gelegt.
  • Durch diese verschachtelte Anordnung von Sicherheitsisolierungen 42, 44, 46 kann gewährleistet werden, dass eine Berührung elektrisch leitender Teile, insbesondere mit einem starren Prüfdraht 50 mit einem Durchmesser von mindestens 1 mm, ausgeschlossen ist. Ein Prüfdraht 50 ist in 7 beispielhaft dargestellt. Die Sicherheitsisolierungen 46 und 42 weisen einen so engen Spalt gegeneinander auf, dass der Prüfdraht 50 nicht durchgeschoben werden kann und so mit dem Prüfdraht 50 auch keine spannungsführenden Teile der Vorrichtung 100 erreicht werden können.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    erstes Verbindungsteil
    12
    erste Kontaktfläche
    14
    Innendurchmesser erstes Verbindungsteil
    15
    Innendurchmesser erstes Verbindungsteil
    16
    Außendurchmesser erstes Verbindungsteil
    17
    Auflageverbreiterung
    18
    Inneres
    19
    Ende
    20
    zweites Verbindungsteil
    22
    zweite Kontaktfläche
    24
    zentrale Bohrung
    25
    Gewinde
    26
    Außendurchmesser zweites Verbindungsteil
    27
    Durchmesser Bohrung
    28
    Einführschräge
    30
    Schraube
    32
    Schraubenkopf
    33
    Durchmesser Schraube
    34
    Unterlegscheibe
    36
    Innendurchmesser Unterlegscheibe
    38
    Außendurchmesser Unterlegscheibe
    40
    Versatz
    42
    Sicherheitsisolierung
    44
    Sicherheitsisolierung
    46
    Sicherheitsisolierung
    48
    Verlierschutz Schraube
    50
    Prüfdraht
    100
    Vorrichtung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102018217275 B3 [0003]

Claims (10)

  1. Vorrichtung (100) zum Herstellen einer elektrischen Verbindung, insbesondere einer Batterie, wenigstens aufweisend: ein erstes Verbindungsteil (10), welches als zylindrische Buchse mit einer stirnseitigen ersten Kontaktfläche (12) ausgebildet ist, mit einem Innendurchmesser (14) und einem Außendurchmesser (16), und ein zweites Verbindungsteil (20), welches eine flächig ausgedehnte zweite Kontaktfläche (22) mit einer zentralen Bohrung (24) zur Aufnahme einer Schraube (30) aufweist, wobei die beiden Verbindungsteile (10, 20) zum Herstellen eines elektrischen Kontakts an ihren Kontaktflächen (12, 22) durch die im Inneren (18) des ersten Verbindungsteils (10) und in der zentralen Bohrung (24) des zweiten Verbindungsteils (20) angeordnete Schraube (30) verpresst sind, wobei die erste Kontaktfläche (12) einer für eine vorgegebene Stromtragfähigkeit notwendigen nominalen Kontaktfläche entspricht, wobei die zweite Kontaktfläche (22) so dimensioniert ist, dass bei einem vorgegebenen radialen Versatz (40) abweichend von einer koaxialen Anordnung der beiden Verbindungsteile (10, 20) die nominale Kontaktfläche erhalten bleibt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Bohrung (24) ein Innengewinde (25) zur Aufnahme der Schraube (30) aufweist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Bohrung (24) eine Einführschräge (28) zum Einführen der Schraube (30) aufweist.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser (14) des ersten Verbindungsteils (10) wenigstens einer Summe aus einem Durchmesser (27) der zentralen Bohrung (24) und dem Doppelten des vorgegebenen radialen Versatzes (40) entspricht, wobei der Außendurchmesser (16) des ersten Verbindungsteils (10) über eine Summe aus einer durch den Innendurchmesser (14) bestimmten Fläche und der nominalen Kontaktfläche bestimmbar ist.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Verbindungsteil (20) als zylindrische Buchse ausgebildet ist, wobei ein Außendurchmesser (26) des zweiten Verbindungsteils (20) wenigstens einer Summe aus dem Außendurchmesser (16) des ersten Verbindungsteils (10) und dem Doppelten des vorgegebenen radialen Versatzes (40) entspricht.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten Verbindungsteil (10) und einem Schraubenkopf (32) der Schraube (30) eine Unterlegscheibe (34) angeordnet ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Innendurchmesser (36) der Unterlegscheibe (34) wenigstens einem Durchmesser (33) der Schraube (30) entspricht, wobei ein Außendurchmesser (38) der Unterlegscheibe (34) wenigstens einer Summe aus dem Außendurchmesser (16) des ersten Verbindungsteils (10) und dem vorgegebenen radialen Versatz (40) entspricht.
  8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Verbindungsteil (10) an seinem dem Schraubenkopf (32) zugewandten Ende (19) eine Auflageverbreiterung (17) mit einem gegenüber dem Innendurchmesser (14) an der Kontaktfläche (12) mit dem zweiten Verbindungsteil (20) reduzierten zweiten Innendurchmesser (15) aufweist.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens der Schraubenkopf (32), und/oder die Unterlegscheibe (34), und/oder das erste Verbindungsteil (10), und/oder das zweite Verbindungsteil (20) Sicherheitsisolierungen (42, 44, 46) aufweisen.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitsisolierungen (42, 44, 46) so verschachtelt angeordnet sind, dass eine Berührung elektrisch leitender Teile mit einem starren Prüfdraht (50) mit einem Durchmesser von mindestens 1 mm ausgeschlossen ist.
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