DE202008005620U1

DE202008005620U1 - Hochstromkontakt und elektrische Baugruppe mit einem Hochstromkontakt

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Publication number: DE202008005620U1
Application number: DE202008005620U
Authority: DE
Original assignee: Sekels GmbH
Current assignee: Sekels GmbH
Priority date: 2008-04-23
Filing date: 2008-04-23
Publication date: 2008-07-10
Anticipated expiration: 2018-04-24
Also published as: DE112009001587A5; EP2269268B1; WO2009129785A2; WO2009129785A3; US8105120B2; EP2269268A2; US20110021091A1

Abstract

Hochstromkontakt zum Anschluss einer elektrischen Leitung mit mehreren einzelnen elektrischen Leitern an einem Kontaktelement und mit einer Lötverbindung oder Schweißverbindung der elektrischen Leiter an dem Kontaktelement, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (5, 21) mehrere Ausnehmungen (13, 15) aufweist und dass die einzelnen elektrischen Leiter (6, 19) der einen elektrischen Leitung (7) auf die Ausnehmungen (13, 15) verteilt sind.

Description

Die Neuerung betrifft einen Hochstromkontakt zum Anschluss einer elektrischen Leitung mit mehreren einzelnen elektrischen Leitern an einem Kontaktelement und mit einer Lötverbindung oder Schweißverbindung der elektrischen Leiter an dem Kontaktelement. Weiterhin betrifft die Neuerung eine elektrische Baugruppe mit einem solchen Hochstromkontakt und mit einem Gehäuse.
Solche Hochstromkontakte werden in Fahrzeugen und bei Elektromotoren häufig eingesetzt und sind aus der Praxis bekannt. Bei dem bekannten Hochstromkontakt hat das Kontaktelement einen topfförmigen Abschnitt, an dem sich eine Schraubfahne anschließt. Die Schraubfahne dient zur Verschraubung mit einer weiterführenden elektrischen Leitung. In den topfförmigen Abschnitt wird zur Montage ein Bündel der elektrischen Leiter eingeführt. Der topfförmige Abschnitt wird mit Lot ausgefüllt und damit die Lötverbindung zwischen den elektrischen Leitern und dem Kontaktelement erzeugt.
Nachteilig bei dem bekannten Hochstromkontakt ist, dass die Lötverbindung beispielsweise nicht auf eingeschlossene Luftblasen überprüfbar ist. Solche eingeschlossenen Luftblasen führen jedoch zu einer Beeinträchtigung der Lötverbindung, was sich im ungünstigsten Fall erst nach einiger Zeit des Betriebes des Hochstromkontaktes mit hohen Stromstärken zeigt. Die Stabilität des bekannten Hochstromkontaktes bei mechanischen Belastungen ist eben falls gering, da das Lot große Spalte zwischen dem Bündel der elektrischen Leiter und dem topfförmigen Abschnitt ausfüllen muss. Die großen Spalte erfordern zudem eine hohe Temperatur des Lotes. Weiterhin führt das Ausfüllen des topfförmigen Abschnitts mit Lot zu einem sehr hohen Verbrauch an dem Lot.
Bei einer Schweißverbindung von mehreren Leitern einer elektrischen Leitung besteht ebenfalls das Problem, dass nur ein Teil der Leiter mit dem Kontaktelement verbunden ist.
Der Neuerung liegt das Problem zugrunde, einen Hochstromkontakt der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass er eine zuverlässige elektrische Verbindung der elektrischen Leiter mit dem Kontaktelement ermöglicht und dass die Lötverbindung oder die Schweißverbindung überprüfbar ist. Weiterhin liegt der Neuerung das Problem zugrunde, eine elektrische Baugruppe mit einem solchen Hochstromkontakt zu schaffen, welche besonders einfach aufgebaut ist.
Dieses Problem wird neuerungsgemäß dadurch gelöst, dass das Kontaktelement mehrere Ausnehmungen aufweist und dass die einzelnen elektrischen Leiter der einen elektrischen Leitung auf die Ausnehmungen verteilt sind.
Durch diese Gestaltung wird eine Bündelung aller elektrischen Leiter der elektrischen Leitung vermieden. Die elektrischen Leiter werden vielmehr auf mehrere Ausnehmungen aufgeteilt und in den Ausnehmungen verlötet. Damit wird die Gefahr einer großen Luftblase in der Verbindung zwischen dem Kontaktelement und den elektrischen Leitern vermieden. Durch die Anordnung von mehreren Ausnehmungen für die elektrischen Leiter hat das Kontaktelement im Vergleich zu einer einzigen Ausnehmung eine besonders große, den elektrischen Leitern gegenüberstehende Oberfläche. Damit führen selbst kleinere Luftblasen in den Lötverbindungen nicht zur Beeinträchtigung der Lötverbindung. Die Lötverbindung teilt sich in mehrere kleinere Lötstellen an den Ausnehmungen auf und kann daher einfach optisch überprüft werden. Bei einer Schweißverbindung führt die Aufteilung der Leiter auf den Ausnehmungen zu einer Verringerung der Gefahr, dass einige Leiter nicht mit dem Kontaktelement verbunden sind. Auch ist hierdurch die Schweißverbindung einfach überprüfbar. Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Verteilung der einzelnen elektrischen Leiter auf die Ausnehmungen zu einer besonders geringen Bauhöhe des Kontaktelementes führt. Der neuerungsgemäße Hochstromkontakt lässt sich hierdurch auch besonders kompakt gestalten.
Der neuerungsgemäße Hochstromkontakt weist eine besonders hohe mechanische Stabilität auf, wenn jeder der einzelnen elektrischen Leiter in einer eigenen Ausnehmung verlötet oder verschweißt ist. Hierdurch werden Hohlräume an dem Kontaktelement vermieden, die von Lot ausgefüllt werden müssen. Bei der Lötverbindung lässt sich der Verbrauch an Lot besonders gering halten, da das Lot neuerungsgemäß ausschließlich einzelne Lötspalte zwischen den Leitern und den Ausnehmungen ausfüllen muss.
Die Lötverbindung oder die Schweißverbindung lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Neuerung einfach optisch überprüfen, wenn die Ausnehmungen und die elektrischen Leiter das Kontaktelement durchdringen. Durch diese Gestaltung lässt sich flüssiges Lot bei der Verlötung an einer Seite des Kontaktelementes zuführen und beobachten, wenn das Lot an dem anderen Ende des Kontaktelementes austritt. Die Beobachtung des Austretens des Lotes ist ein deutlicher Hinweis dafür, dass die Löt verbindung durchgängig ist. Die Schweißverbindung kann an einer Seite des Kontaktelementes erfolgen.
Eine Verbindung des neuerungsgemäßen Hochstromkontaktes mit einer weiteren elektrischen Leitung gestaltet sich besonders einfach, wenn das Kontaktelement eine Schraubseite mit einem Gewinde und eine Kontaktseite mit den Ausnehmungen zur Aufnahme der einzelnen elektrischen Leiter hat und wenn die Kontaktseite eine geringere Höhe aufweist als die Schraubseite. Vorzugsweise sind das Gewinde und die Ausnehmungen zur Aufnahme der einzelnen elektrischen Leiter parallel zueinander angeordnet.
Nachbearbeitungen zur Entfernung der überstehenden Enden der elektrischen Leiter lassen sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Neuerung einfach vermeiden, wenn das Kontaktelement auf einer Seite eben und auf der anderen Seite zur Erzeugung der unterschiedlichen Höhen der Schraubseite und der Kontaktseite stufig gestaltet ist und wenn die freien Enden der elektrischen Leiter an der stufigen Seite überstehen. Hierdurch wird zudem eine Einengung des Bereiches an dem Gewinde durch die durch das Kontaktelement hindurch geführten elektrischen Leiter vermieden.
Das Kontaktelement lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Neuerung einfach auf vorgesehene Bauräume anpassen, wenn die Ausnehmungen in einer oder mehreren Reihen angeordnet sind.
Eine Korrosion der elektrischen Leiter und des Kontaktelementes lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Neuerung zuverlässig vermeiden, wenn die stufige Seite der Kontaktseite mit einer aushärtenden Masse bedeckt ist. Als aushärtende Masse eignet sich vorzugsweise ein Harz.
Das zweitgenannte Problem, nämlich die Schaffung einer elektrische Baugruppe mit einem vorgenannten Hochstromkontakt, welche besonders einfach aufgebaut ist, wird neuerungsgemäß dadurch gelöst, dass die stufige Seite des Kontaktelementes der Außenseite des Gehäuses zugewandt ist und wenn das Kontaktelement mit der Schraubseite aus dem Gehäuse herausragt und wenn die mit einer Lötverbindung oder einer Schweißverbindung verbundenen elektrischen Leiter vollständig innerhalb des Gehäuses angeordnet sind. Durch diese Seite wird vermieden, dass bei einer Verschraubung des Hochstromkontakts die Enden der innerhalb des Gehäuses angeordneten elektrischen Leiter bei der Verschraubung des Kontaktelementes mit einer weiterführenden Leitung stören.
Die Neuerung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in
1 einen Teilbereich einer elektrischen Baugruppe mit einem neuerungsgemäßen Hochstromkontakt,
2 eine Draufsicht auf den neuerungsgemäßen Hochstromkontakt aus 1,
3 eine Schnittdarstellung durch den Hochstromkontakt aus 2 entlang der Linie III–III,
4 eine weitere Ausführungsform des neuerungsgemäßen Hochstromkontaktes,
5 eine Schnittdarstellung durch den Hochstromkontakt aus 4 entlang der Linie V – V.
1 zeigt einen Teilbereich einer elektrischen Baugruppe 1, beispielsweise eines Elektromotors. Die Baugruppe 1 weist ein Gehäuse 2 und einen Hochstromkontakt 3 auf. An dem Hochstromkontakt 3 ist eine von der Baugruppe 1 weg führende elektrische Leitung 4 angeschlossen. Der Hochstromkontakt 3 weist ein Kontaktelement 5 und mehrere, an dem Kontaktelement 5 angeschlossene einzelne elektrische Leiter 6 einer gemeinsamen, innerhalb der Baugruppe 1 geführten elektrischen Leitung 7 auf. Das Kontaktelement 5 weist eine Schraubseite 8 zur Verschraubung 9 mit der von der Baugruppe 1 weg führenden, weiterführenden elektrischen Leitung 4 und eine Kontaktseite 10 zur Kontaktierung mit den einzelnen elektrischen Leitern 6 auf. Die der Außenseite des Gehäuses 2 zugewandte Seite des Kontaktelementes 5 ist stufig gestaltet, so dass das Kontaktelement 5 auf der Schraubseite 8 höher ist als auf der Kontaktseite 10. Der Hochstromkontakt 3 ragt ausschließlich mit der Schraubseite 8 des Kontaktelementes 5 aus dem Gehäuse 2 heraus. Das Kontaktelement 5 kann beispielsweise aus vernickeltem Kupfer gefertigt sein. Die Kontaktseite 10 ist mit einer aushärtbaren und elektrisch nicht leitenden Masse 11, beispielsweise Harz abgedeckt.
2 zeigt vergrößert den Hochstromkontakt 3 aus 1 in einer Draufsicht. Hierbei ist zu erkennen, dass die Schraubseite 8 ein Gewinde 12 für die Verschraubung 9 mit der in 1 dargestellten, von der Baugruppe weg führenden elektrischen Leitung 4 hat. Die Kontaktseite 10 weist eine der Anzahl der elektrischen Leiter 6 entsprechende Anzahl an durchgehenden Ausnehmungen 13 auf. Die elektrischen Leiter 6 sind einzeln in den Ausnehmungen 13 jeweils mit einer Lötverbindung 14 elektrisch leitend befestigt.
3 zeigt den Hochstromkontakt 3 aus 2 in einer Schnittdarstellung entlang der Linie III–III. Das Gewinde 12 ist in einer Sacklochbohrung angeordnet. Die freien Enden der elektrischen Leiter 6 durchdringen das Kontaktelement 5 an der Kontaktseite 10. Weiterhin sind die Ausnehmungen 13 zur Aufnahme der elektrischen Leiter 6 parallel zu dem Gewinde 12 ausgerichtet.
4 zeigt eine weitere Ausführungsform des Hochstromkontaktes 3, bei dem ein Kontaktelement 21 und mehrere Ausnehmungen 15 auf einer Kontaktseite 16 in Form eines Kreisbogens angeordnet sind. Eine Schraubseite 17 ist wie bei dem Hochstromkontakt 3 aus den 2 und 3 aufgebaut und hat ein Gewinde 18. 5 zeigt den Hochstromkontakt 3 aus 4 in einer Schnittdarstellung entlang der Linie V–V. Hierbei ist zu erkennen, dass wie bei der Ausführungsform nach den 2 und 3 jeweils ein elektrischer Leiter 19 in einer der Ausnehmungen 15 mittels einer Lötverbindung 20 befestigt ist.
Bei einer nicht dargestellten Schweißverbindung werden die Leiter in den Ausnehmungen durch Elektroschweißen oder Reibschweißen elektrisch leitend befestigt.

Claims

Hochstromkontakt zum Anschluss einer elektrischen Leitung mit mehreren einzelnen elektrischen Leitern an einem Kontaktelement und mit einer Lötverbindung oder Schweißverbindung der elektrischen Leiter an dem Kontaktelement, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (5, 21) mehrere Ausnehmungen (13, 15) aufweist und dass die einzelnen elektrischen Leiter (6, 19) der einen elektrischen Leitung (7) auf die Ausnehmungen (13, 15) verteilt sind.
Hochstromkontakt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der einzelnen elektrischen Leiter (6, 19) in einer eigenen Ausnehmung (13, 15) verlötet oder verschweißt ist.
Hochstromkontakt nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (13, 15) und die elektrischen Leiter (6, 19) das Kontaktelement (5, 21) durchdringen.
Hochstromkontakt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (5, 21) eine Schraubseite (8, 17) mit einem Gewinde (12, 18) und eine Kontaktseite (10, 16) mit den Ausnehmungen (13, 15) zur Aufnahme der einzelnen elektrischen Leiter (6, 19) hat und dass die Kontaktseite (10, 16) eine geringere Höhe aufweist als die Schraubseite (8, 17).
Hochstromkontakt nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (5, 21) auf einer Seite eben und auf der anderen Seite zur Erzeugung der unterschiedlichen Höhen der Schraubseite (8, 17) und der Kontaktseite (10, 16) stufig gestaltet ist und dass die freien En den der elektrischen Leiter (6, 19) an der stufigen Seite überstehen.
Hochstromkontakt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (13, 15) in einer oder mehreren Reihen angeordnet sind.
Hochstromkontakt nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die stufige Seite der Kontaktseite (10, 16) mit einer aushärtenden Masse (11) bedeckt ist.
Elektrische Baugruppe mit einem Hochstromkontakt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, und mit einem Gehäuse, dadurch gekennzeichnet, dass die stufige Seite des Kontaktelementes (5) der Außenseite des Gehäuses (2) zugewandt ist und dass das Kontaktelement (5) mit der Schraubseite (8) aus dem Gehäuse (2) herausragt und dass die mit einer Lötverbindung (14) oder einer Schweißverbindung an dem Kontaktelement (5) verbundenen elektrischen Leiter (6) vollständig innerhalb des Gehäuses (2) angeordnet sind.