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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verbinden eines mit einem ersten Hochspannungsenergiespeicher verbundenen ersten elektrischen Verbindungsteils, insbesondere eines elektrischen Hochspannungskabels, mit einem mit einem zweiten Hochspannungsenergiespeicher verbundenen zweiten elektrischen Verbindungsteil, insbesondere einem elektrischen Kontaktelement.
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Derartige Vorrichtungen sind an und für sich bekannt und dienen insbesondere der Verbindung zweier miteinander elektrisch zu verschaltender Energiespeicher bzw. Energiespeichermodule, insbesondere Hochspannungsenergiespeicher bzw. Hochspannungsenergiespeichermodule, von Kraftfahrzeugen. Hierfür werden den zu verbindenden Energiespeichern zugehörige, d. h. mit diesen verbundene, elektrische bzw. elektrisch leitfähige Verbindungsteile miteinander verbunden. Die Verbindungsteile liegen üblicherweise in Form eines mit einem ersten Energiespeicher verbundenen, von diesem abgehenden Hochspannungskabels und in Form eines mit einem zweiten Energiespeicher verbundenen, von diesem abragenden schienenartigen, auch als Kontaktschiene bezeichneten Kontaktelements vor.
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Die Verbindung der beiden Verbindungsteile ist deshalb problematisch, da sich die hierüber zu verbindenden Energiespeicher in der Regel nicht spannungsfrei schalten lassen. Entsprechend ist die typischerweise manuell, d. h. durch entsprechendes Personal, erfolgende elektrische Verbindung der den jeweiligen Energiespeichern zugehörigen Verbindungsteile aufgrund der anliegenden elektrischen Spannung gefährlich. Hierfür zum Schutz des Personals vorgesehene besondere Schutzkleidung stellt deshalb keine zufriedenstellende Lösung des Problems dar, da entsprechende Schutzkleidung bedingt durch ihr hohes Gewicht nur kurzzeitig getragen werden kann und somit die Produktivität des Verbindungsprozesses, insbesondere bedingt durch notwendige häufige Personalwechsel, erheblich begrenzt.
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DE 10 2011 103 834 A1 offenbart ein Schaltsystem für Kraftfahrzeugenergieleiter, über das ein elektrischer Energiespeicher, z. B. eine Hochvoltbatterie, mit einem elektrische Energie verbrauchenden Verbraucher, z. B. einem elektrischer Antriebs- oder Hilfsmotor, verbunden werden kann. Das Schaltsystem umfasst eine Schalteinrichtung sowie eine dazu in Reihe geschaltete Trenneinrichtung. Die Schalteinrichtung ist zum Empfangen eines Schaltsignals sowie in Abhängigkeit des Schaltsignals zum reversiblen Schalten eines Strompfads in dem Kraftfahrzeugenergieleiter eingerichtet, während die Trenneinrichtung zum irreversiblen Trennen des Strompfads in dem Kraftfahrzeugenergieleiter 2 eingerichtet ist.
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DE 10 2006 037 750 B3 offenbart einen elektrischen Verbinder zum elektrischen Verbinden einer ersten Leitung mit einer zweiten Leitung. Der Verbinder dient beispielsweise zum Abgreifen der Strom- und Signalversorgung für einen Anhänger bei nachträglich angebrachten Anhängersystemen. Hierzu weist der Verbinde einen zum Umfassen von Teilstücken der Leitungen dienenden, einen Hohlraum begrenzenden Körper auf. Der Körper besteht aus zwei Teilelementen, wobei wenigstens eines der Teilelemente mit einem eine elektrisch leitende, fließfähige Masse enthaltendem Reservoir versehen ist. Beim Zusammenfügen der beiden Teilelemente tritt die Masse in den Hohlraum und verbindet die beiden Leitungen elektrisch.
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Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung anzugeben, welche eine demgegenüber verbesserte Verbindung eines entsprechenden ersten elektrischen Verbindungsteils, das mit einem ersten Energiespeicher verbindbar oder verbunden ist, mit einem entsprechenden zweiten elektrischen Verbindungsteil, das mit einem zweiten Energiespeicher verbindbar oder verbunden ist, ermöglicht.
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Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, welche sich durch die im Folgenden genannten Komponenten auszeichnet. Die Vorrichtung umfasst ein mehrere Wandungen aufweisendes elektrisch isolierendes Gehäuseteil, ein in das Gehäuseteil über eine hierfür in einer ersten Wandung des Gehäuseteils vorgesehene erste Öffnung zumindest abschnittsweise einführbares, elektrisch leitfähiges erstes Anschlussteil, welches mit dem ersten Verbindungsteil verbindbar oder verbunden ist, und ein in das Gehäuseteil über eine hierfür in einer zweiten Wandung des Gehäuseteils vorgesehene zweite Öffnung zumindest abschnittsweise einführbares, elektrisch leitfähiges zweites Anschlussteil, welches mit dem zweiten Verbindungsteil verbindbar oder verbunden ist. Dabei sind der in das Gehäuseteil eingeführte Abschnitt des ersten Anschlussteils und der in das Gehäuseteil eingeführte Abschnitt des zweiten Anschlussteils in dem Gehäuseteil über eine elektrisch leitfähige Klebemasse elektrisch miteinander verbindbar oder verbunden, wobei das Gehäuseteil wenigstens an einer Wandung eine dritte Öffnung zum Einführen der elektrisch leitfähigen Klebemasse aufweist.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht eine Verbindung eines ersten elektrisch leitfähigen Anschlussteils, welches über ein erstes elektrisches Verbindungsteil, wie einem Hochspannungskabel, mit einem ersten elektrischen Energiespeicher, insbesondere einem Hochspannungsenergiespeicher eines Kraftfahrzeugs mit einer elektrischen Gleichspannung oberhalb 60 Volt, verbunden ist, mit einem zweiten elektrisch leitfähigen Anschlussteil, welches über ein zweites elektrisches Verbindungsteil, wie einem schienenartigen Kontaktelement, mit einem zweiten elektrischen Energiespeicher, insbesondere einem Hochspannungsenergiespeicher eines Kraftfahrzeugs mit einer elektrischen Gleichspannung oberhalb 60 Volt, verbunden ist, über eine elektrisch leitfähige Klebemasse.
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Bei der elektrisch leitfähigen Klebemasse handelt es sich typischerweise um einen elektrisch leitfähigen Kleber. Entsprechend können die zu verbindenden elektrisch leitfähigen Anschlussteile erfindungsgemäß über ein so genanntes Leitkleben miteinander verbunden werden. Unter einem elektrisch leitfähigen Kleber ist allgemein ein Verbindungsmittel zu verstehen, welches gleichermaßen eine, insbesondere auf Adhäsionskräften beruhende, stabile wie auch eine elektrisch leitfähige bzw. leitende Verbindung zweier Fügepartner ermöglicht.
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Die Verbindung der beiden Anschlussteile über Leitkleben ist durch die konstruktive Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung respektive entsprechender dieser zugehöriger Komponenten ermöglicht. Wesentlich ist dabei ein mehrere Wandungen aufweisendes, elektrisch isolierendes Gehäuseteil. Die Wandungen des Gehäuseteils begrenzen einen Innenraum, in welchem die Verbindung der beiden Anschlussteile erfolgt. Dadurch, dass das Gehäuseteil aus einem elektrisch isolierenden Material, insbesondere einem Kunststoffmaterial, gefertigt ist, ist die oben beschriebene Gefahr von elektrischen Schlägen im Rahmen der Verbindung von Energiespeichern reduziert, da die eigentliche Verbindung bzw. elektrische Kontaktierung der zu verbindenden elektrischen Anschlussteile in einem elektrisch nach Außen isolierten Innenraum des Gehäuseteils erfolgt bzw. erfolgen kann.
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Um die beiden Anschlussteile zu verbinden, werden diese zunächst zumindest abschnittsweise in hierfür jeweils vorgesehene Öffnungen in den Wandungen des Gehäuseteils eingeführt. Typischerweise weist das Gehäuseteil hierfür an einer ersten Wandung eine erste Öffnung für das erste Anschlussteil und an einer zweiten Wandung eine zweite Öffnung für das zweite Anschlussteil auf. Die beiden Öffnungen können in ihren Abmessungen derart auf das erste bzw. zweite Anschlussteil angepasst sein, dass das erste Anschlussteil aufgrund seiner Abmessungen nur in die hierfür vorgesehene erste Öffnung und das zweite Anschlussteil nur in die hierfür vorgesehene zweite Öffnung des Gehäuseteils einführbar ist.
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Ausgehend von einer bevorzugten Quaderform des Gehäuseteils können die die jeweiligen Öffnungen aufweisenden ersten und zweiten Wandungen gegenüber liegend oder benachbart angeordnet sein. Es kann sich also z. B. um gegenüber liegend oder benachbart angeordnete Seitenwände des Gehäuseteils handeln. Grundsätzlich können die beiden Öffnungen auch an einer gemeinsamen Wandung des Gehäuseteils ausgebildet sein, solange die über die Öffnungen in das Gehäuseteils eingeführten Anschlussteile in dem Gehäuseteil derart relativ zueinander anordenbar sind, dass diese, wie vorstehend beschrieben, mittels der elektrisch leitfähigen Klebemasse, d. h. durch Leitkleben, miteinander verbunden werden können.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt, eine berührungssichere elektrische Kontaktierung bzw. Verbindung zweier Energiespeicher, insbesondere Hochspannungsenergiespeicher für Kraftfahrzeuge. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Erfordernisse der einschlägigen Normen, wie z. B. ECE R 100, an den Spannungsschutz im Rahmen der Herstellung einer elektrischen Kontaktierung bzw. Verbindung entsprechender Hochspannungsenergiespeicher erfüllt.
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Um die elektrisch leitfähige Klebemasse in das Innere des Gehäuseteils zu bringen, weist das Gehäuseteil an einer Wandung erfindungsgemäß wenigstens eine, insbesondere schlitzartige, dritte Öffnung zum Einführen der elektrisch leitfähigen Klebemasse in das Innere des Gehäuseteils auf.
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Vorteilhaft greifen das erste Anschlussteil und das zweite Anschlussteil im miteinander verbundenen Zustand formschlüssig ineinander. Die durch das formschlüssige Ineinandergreifen bedingte Anordnung der beiden Anschlussteile relativ zueinander verbessert die Verbindung der beiden Anschlussteile, d. h. insbesondere auch jeweiliger elektrisch leitfähiger Abschnitte an den beiden Anschlussteilen, sowohl in elektrischer als auch mechanischer Hinsicht. Die Möglichkeit des formschlüssigen Ineinandergreifens kann beispielsweise dadurch realisiert sein, dass an dem zweiten Anschlussteil eine Ausnehmung oder ein sonstiger besonders gestalteter Oberflächenabschnitt vorgesehen ist, in welche(n) ein entsprechend gegengleich bzw. korrespondierend gestalteter Oberflächenabschnitt des ersten Anschlussteils eingreift. Vorteilhaft sind die Geometrien der beiden Anschlussteile derart aufeinander abgestimmt, dass sich bei deren Ineinandergreifen ein Füllspalt für die elektrisch leitfähige Klebemasse ausbilden lässt.
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Das erste Anschlussteil kann querschnittlich dreieck- oder trapezförmig ausgebildet sein. Entsprechend weist das erste Anschlussteil Schrägflächen bzw. Abfasungen auf, welche dessen querschnittlich dreieck- oder trapezförmige Gestalt ausmachen. Die erste Öffnung des Gehäuseteils weist vorteilhaft eine dem Querschnitt des ersten Anschlussteils entsprechende Form auf. Die Form der zum Einführen des ersten Anschlussteils in das Gehäuseteil vorgesehenen ersten Öffnung kann demnach ebenso als Dreieck oder Trapez ausgebildet sein.
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Um die Gefahr eines Überschlags von elektrischer Energie im Rahmen der Verbindung der beiden elektrischen Verbindungsteile bzw. Anschlussteile zusätzlich zu verhindern, ist in vorteilhafter Ausführungsform der Erfindung eine das erste Anschlussteil zumindest abschnittsweise elektrisch isolierende Isolationsvorrichtung vorgesehen. Die Isolationsvorrichtung dient sonach der elektrischen Isolierung des ersten Anschlussteils nach Außen. Entsprechend kann das erste Anschlussteil durch die Isolationsvorrichtung ohne die Gefahr eines elektrischen Schlages berührt werden und ist daher berührungssicher. Die Isolationsvorrichtung kann ein- oder mehrteilig ausgeführt sein. Die Isolationsvorrichtung überdeckt zweckmäßig alle freiliegenden, insbesondere elektrisch leitfähigen bzw. Strom führenden, Oberflächen des ersten Anschlussteils mit Ausnahme des elektrischen Verbindungsbereichs, in dem eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten Anschlussteil und dem ersten Verbindungsteil, also insbesondere einem Hochspannungskabel, herzustellen ist, um eine elektrische Verbindung bzw. Verschaltung der zu verbindenden Hochspannungsenergiespeicher zu erlauben. Die Isolationsvorrichtung respektive die diese bildenden Komponenten sind aus einem elektrisch isolierenden Material, wie z. B. einem Kunststoffmaterial, gefertigt.
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In Weiterbildung der Erfindung können die an dem ersten Anschlussteil der Herstellung der elektrischen Verbindung des ersten Anschlussteils mit dem zweiten Anschlussteil dienenden Abschnitte die durch die querschnittlich dreieck- oder trapezförmige Form des ersten Anschlussteils gebildeten Schrägflächen sein. Durch unterschiedliche Ausgestaltung der Schrägflächen lässt sich die Strombelastbarkeit bzw. Stromtragfähigkeit des ersten Anschlussteils anpassen bzw. einstellen.
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Ausgehend von der querschnittlich dreieck- oder trapezförmigen beispielhaften Ausführungsform des ersten Anschlussteils kann die Isolationsvorrichtung dann ein Basisisolationsteil, welches das erste Anschlussteil mit Ausnahme der die elektrische Verbindung mit dem zweiten Anschlussteil herstellenden Flächen umgibt, und elektrisch isolierende Isolationsstege, welche querschnittlich zumindest eine den Schrägflächen des querschnittlich dreieck- oder trapezförmigen ersten Anschlussteils entsprechende Schrägfläche aufweisen, sowie ein mit dem Basisisolationsteil verbindbares oder verbundenes Halteteil mit Aufnahmebereichen zur Aufnahme der Isolationsstege umfassen.
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Die Isolationsvorrichtung umfasst demnach ein Basisisolationsteil, das einen Aufnahmeraum zur Aufnahme des ersten Anschlussteils unter Ausnahme bzw. Aussparung der die elektrische Verbindung mit dem zweiten Anschlussteil herstellenden Flächen, d. h. der Schrägflächen, des ersten Anschlussteils aufweist. Das Basisisolationsteil kann eine quaderförmige Gestalt aufweisen. Das Basisisolationsteil kann ferner diejenigen Bereiche des ersten Anschlussteils aussparen, in dem eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten Anschlussteil und dem ersten Verbindungsteil, also insbesondere einem Hochspannungskabel, herzustellen ist. Das Basisisolationsteil kann z. B. als eine elektrisch isolierende Ummantelung oder Beschichtung des ersten Anschlussteils ausgebildet sein. Das Basisisolationsteil kann z. B. aus einem elektrisch isolierenden Material, wie z. B. einem Kunststoffmaterial, gefertigt sein.
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Die Isolationsvorrichtung umfasst ferner Isolationsstege, welche jeweils zumindest eine Schrägfläche im Sinne einer Abfasung aufweisen, welche den bedingt durch die querschnittlich dreieck- oder trapezförmige Gestalt gegebenen Schrägflächen des ersten Anschlussteils entspricht. Konstruktiv sind die jeweiligen Schrägflächen des ersten Anschlussteils sowie der Isolationsstege derart aneinander angepasst, dass sich, wenn diese einander kontaktierend angeordnet werden, querschnittlich im Wesentlichen ein Recht- bzw. Viereck ergibt. Demnach entsprechen sich die Schrägflächen der Isolationsstege und des ersten Anschlussteils sonach bevorzugt in ihrer jeweiligen Länge bzw. Breite bzw. ihrem Neigungswinkel (betragsmäßig) bezüglich einer Horizontalen. Über die Isolationsstege ist es grundsätzlich möglich, die der elektrischen Verbindung des ersten Anschlussteils mit dem zweiten Anschlussteil dienenden anschlussteilseitigen Schrägflächen zumindest abschnittsweise abzudecken und derart elektrisch zu isolieren. Die Isolationsstege können z. B. aus einem elektrisch isolierenden Material, wie z. B. einem Kunststoffmaterial, gefertigt sein.
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Die Isolationsvorrichtung umfasst ferner ein mit dem Basisisolationsteil verbindbares oder verbundenes Halteteil mit Aufnahmebereichen zur Aufnahme der Isolationsstege. Das Halteteil dient der Halterung bzw. Lagerung der Isolationsstege, welche in entsprechend der querschnittlichen Form der Isolationsstege gebildete Aufnahmebereiche des Halteteils einführbar bzw. einschiebbar sind. Grundsätzlich kann das Halteteil eine quaderförmige Gestalt aufweisen und neben den für die Aufnahme der Isolationsstege vorgesehenen Aufnahmebereichen einen Innenraum aufweisen, der der Aufnahme desjenigen Endes des ersten Anschlussteils dient, welches im Rahmen der Verbindung der beiden Anschlussteile nicht in das Gehäuseteil eingeführt wird.
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Es ist dabei bevorzugt, wenn die Abmessungen des Basisisolationsteils derart gewählt sind, dass das Basisisolationsteil samt des ersten Anschlussteils in die erste Öffnung des Gehäuseteils einführbar ist. Die querschnittliche Form der ersten Öffnung des Gehäuseteils entspricht der querschnittlichen Form des ersten Anschlussteils samt dem dieses elektrisch isolierenden Basisisolationsteils. Demzufolge ist bei einem Einschieben des ersten Anschlussteils samt dem dieses elektrisch isolierenden Basisisolationsteils durch die erste Öffnung des Gehäuseteils in dessen Innenraum ein Einschieben der Isolationsstege sowie des Halteteils nicht möglich.
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Mit anderen Worten ist bedingt durch die jeweilige geometrische Gestalt bzw. Anordnung des das erste Anschlussteil umgebenden Basisisolationsteils und der für das erste Anschlussteil vorgesehenen ersten Öffnung des Gehäuseteils einerseits und der Isolationsstege sowie des die anschlussteilseitigen Schrägflächen mit den isolationsstegseitigen Schrägflächen überdeckend lagernden Halteteils andererseits nur ein Einführen des ersten Anschlussteils samt dem dieses unter Aussparung der die elektrische Verbindung des ersten Anschlussteils mit dem zweiten Anschlussteil herstellenden Flächen elektrisch isolierend umgebenden Basisisolationsteil durch die erste Öffnung in den Innenraum des Gehäuseteils möglich. Die Isolationsstege stoßen bei einer gemeinsamen Bewegung des ersten Anschlussteils samt des Basisisolationsteils stirnseitig auf die die erste Öffnung aufweisende Wandung des Gehäuseteils und werden derart entgegen gesetzt der Einschieberichtung des ersten Anschlussteils samt des Basisisolationsteils in den Innenraum des Gehäuseteils zumindest abschnittsweise aus dem Halteteil geschoben. Derart werden die durch die erste Öffnung in den Innenraum des Gehäuseteils geführten anschlussteilseitigen Schrägflächen, welche zuvor von den isolationsstegseitigen Schrägflächen elektrisch isolierend überdeckt waren, freigelegt und können im Weiteren innerhalb des Gehäuseteils mittels der elektrisch leitfähigen Klebemasse mit dem zweiten Anschlussteil verbunden werden.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass das Gehäuseteil ein um eine Schwenkachse verschwenkbares Klappenteil aufweist, welches von einer das Gehäuseteil verschließenden Schließstellung in eine einen Zugang in das Innere des Gehäuseteils ermöglichende Offenstellung verschwenkbar ist. Über das Klappenteil respektive dessen Verschwenkung in seine Offenstellung ist eine Zugangsmöglichkeit in den Innenraum des Gehäuseteils möglich, welche beispielsweise einer Überprüfung, Nachbesserung oder gegebenenfalls Entfernung der mittels der elektrisch leitfähigen Klebemasse realisierten Klebung erlaubt. Denkbar ist es auch, sofern an dem Gehäuseteil keine dritte Öffnung zum Einführen der elektrisch leitfähigen Klebemasse in das Innere des Gehäuseteils ausgebildet ist, über das Klappenteil eine Einbringung von elektrischer Klebemasse zwischen die zu verbindenden beiden Anschlussteile respektive zwischen jeweilige für deren elektrische Verbindung vorgesehene Abschnitte zu realisieren. An dem Klappenteil können Verbindungselemente, z. B. in Form von Rast- und/oder Schnappelementen angeformt sein, welche in korrespondierende Verbindungselemente, z. B. in Form von korrespondierenden Rast- und/oder Schnappelementen, an dem Gehäuseteil eingreifen können. Das Klappenteil kann beispielsweise über ein Filmscharnier mit dem Gehäuseteil verbunden sein, was eine einstückige Ausbildung des Gehäuseteils mit daran einstückig angebundenem Klappenteil ermöglicht.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird insbesondere zum Verbinden eines mit einem ersten Hochspannungsenergiespeicher eines Kraftfahrzeugs verbundenen ersten elektrischen Verbindungsteils mit einem mit einem zweiten Hochspannungsenergiespeicher eines Kraftfahrzeugs verbundenen zweiten elektrischen Verbindungsteil verwendet.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigt:
- 1 eine explosionsartige Darstellung einer Vorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
- 2 eine perspektivische Darstellung einer Vorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung von vorne;
- 3 eine perspektivische Darstellung einer Vorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung von hinten;
- 4 eine perspektivische Darstellung einer Vorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung von oben;
- 5 eine weitere perspektivische Darstellung einer Vorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung von hinten; und
- 6 - 14 jeweils perspektivisch Verfahrensschritte zum Verbinden zweier elektrischer Verbindungsteile unter Verwendung einer Vorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung.
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1 zeigt eine explosionsartige Darstellung einer Vorrichtung 1 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung. Die Vorrichtung 1 dient der Herstellung einer mechanisch-stabilen wie auch elektrisch leitfähigen Verbindung zweier, jeweils mit einem elektrischen Energiespeicher (nicht gezeigt), insbesondere Hochspannungsenergiespeicher eines Kraftfahrzeugs, verbundener elektrischer Verbindungsteile. Bei dem ersten elektrischen Verbindungsteil handelt es sich um ein mit einem ersten Energiespeicher verbundenes Hochspannungskabel 2. Bei dem zweiten Verbindungsteil handelt es sich um ein mit einem zweiten Energiespeicher verbundenes elektrisches Kontaktelement in Form einer elektrischen Kontaktschiene 3.
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Der Aufbau der Vorrichtung 1 wird mit Bezug auf die 1 - 5 näher beschrieben.
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Ersichtlich ist das Hochspannungskabel 2 an seinem freien Ende mit einem ersten elektrischen Anschlussteil 4 verbunden bzw. an dieses angeschlossen. Das erste Anschlussteil 4 ist aus einem elektrisch leitfähigen Material, d. h. insbesondere einem Metall, gebildet.
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Das erste Anschlussteil 4 hat querschnittlich eine Trapezform. Die an dem ersten Anschlussteil 4 der Herstellung der elektrischen Verbindung des ersten Anschlussteils 4 mit einem zweiten Anschlussteil 6 dienenden Abschnitte sind die durch die querschnittlich trapezförmige Gestalt des ersten Anschlussteils 4 gebildeten Schrägflächen. Das zweite Anschlussteil 6 ist fest mit der Kontaktschiene 3 verbunden bzw. einstückig mit dieser ausgebildet. Auch das zweite Anschlussteil 6 ist aus einem elektrisch leitfähigen Material, d. h. insbesondere einem Metall, gebildet.
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Das erste Anschlussteil 4 ist mit Ausnahme des Anschluss- bzw. Verbindungsbereichs für das Hochspannungskabel 2 und den bedingt durch seine querschnittlich trapezförmige Gestalt gegebenen Schrägflächen von einem einer Isolationsvorrichtung zugehörigen Basisisolationsteil 5 umgeben bzw. umhüllt, welches eine elektrische Isolierung des ersten Anschlussteils 4 nach Außen gewährleistet. Das Basisisolationsteil 5 ist aus einem elektrisch isolierenden Material, wie z. B. einem Kunststoffmaterial, gebildet. Die Schrägflächen des ersten Anschlussteils 4 sind deshalb von der durch das Basisisolationsteil 5 realisierten elektrischen Isolierung ausgenommen, da diese, wie im Weiteren erläutert wird, eine elektrische Verbindung bzw. Kontaktierung des ersten Anschlussteils 4 mit dem zweiten elektrischen Anschlussteil 6 herstellen.
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Der Isolationsvorrichtung sind ferner querschnittlich dreieckige Isolationsstege 7, 8 zugehörig. Die Isolationsstege 7, 8 sind ebenso aus einem elektrisch isolierenden Material, wie z. B. einem Kunststoffmaterial, gebildet.
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Der Isolationsvorrichtung ist ferner ein Halteteil 9 mit querschnittlich dem dreieckigen Querschnitt der Isolationsstege 7, 8 entsprechenden Aufnahmebereichen 10, 11 zur Aufnahme der Isolationsstege 7, 8 zugehörig (vgl. 3). Die Isolationsstege 7, 8 können in Längsrichtung durch die hierfür vorgesehenen Aufnahmebereiche 10, 11 des Halteteils 9 geschoben werden. Das Halteteil 9 ist ebenso aus einem elektrisch isolierenden Material, wie z. B. einem Kunststoffmaterial, gebildet. Die Isolationsstege 7, 8 dienen der elektrischen Isolierung der von dem Basisisolationsteil 5 ausgesparten Schrägflächen des ersten Anschlussteils 4 und dienen sonach, sofern das erste Anschlussteil 4 noch nicht in den Innenraum eines der Vorrichtung 1 zugehörigen Gehäuseteils 12 eingeführt ist, der elektrischen Isolierung der Schrägflächen des ersten Anschlussteils 4. Das Halteteil 9 ist ebenso aus einem elektrisch isolierenden Material, wie z. B. einem Kunststoffmaterial, gebildet.
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Eine elektrische Isolierung des Hochspannungskabels 2 erfolgt über eine dieses ummantelnde elektrische Kabelisolierung 14. Die Kabelisolierung 14 weist einen Aufnahmebereich zur Aufnahme des Hochspannungskabels 2 auf. Die Kabelisolierung 14 ist aus einem elektrisch isolierenden Material, wie z. B. einem Kunststoffmaterial, gebildet.
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Die Vorrichtung 1 umfasst, wie erwähnt, zudem ein elektrisch isolierendes Gehäuseteil 12. Das Gehäuseteil 12 ist aus einem Kunststoffmaterial, wie z. B. PP, PC, gebildet. Das Gehäuseteil 12 umfasst mehrere Wandungen und hat eine quaderförmige Gestalt. Die das Gehäuseteil 12 bildenden Wandungen begrenzen einen Innenraum. Eine Wandung des Gehäuseteils 12 ist durch ein schwenkbar um eine Schwenkachse gelagertes Klappenteil 13 gebildet. Das Klappenteil 13 ist von einer das Gehäuseteil 12 verschließenden Schließstellung in eine einen Zugang in das Innere bzw. den Innenraum des Gehäuseteils 12 ermöglichende Offenstellung verschwenkbar. An dem Klappenteil 13 sind Verbindungselemente in Form von Rast- und/oder Schnappelementen angeformt, welche in korrespondierende Verbindungselemente in Form von korrespondierenden Rast- und/oder Schnappelementen an dem Gehäuseteil 12 eingreifen können. Das Klappenteil 13 kann auch als Serviceklappe bezeichnet werden.
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An dem Gehäuseteil 12 sind verschiedenförmige Öffnungen 15, 16, 17 in unterschiedlichen Wandungen ausgebildet.
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Eine erste Öffnung 15 ist in einer eine Seitenfläche des Gehäuseteils 12 bildenden Wandung ausgebildet (vgl. z. B. 3). Die erste Öffnung 15 weist eine dem mit dem Basisisolationsteil 5 verbundenen ersten Anschlussteil 4 entsprechende trapezförmige Gestalt auf. Demnach ist das erste Anschlussteil 4 samt Umhüllung bzw. Ummantelung mit dem der Isolationsvorrichtung zugehörigen Basisisolationsteil 5 zumindest abschnittsweise in die erste Öffnung 15 einführbar. Mit anderen Worten entsprechen die querschnittlichen Abmessungen des Basisisolationsteils 5 den querschnittlichen Abmessungen der ersten Öffnung 15 des Gehäuseteils 12. Das Einführen des mit dem Basisisolationsteil 5 umhüllten ersten Anschlussteils 4 durch die erste Öffnung 15 in den Innenraum des Gehäuseteils 12 kann durch manuelles oder maschinelles Einschieben erfolgen.
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Eine zweite Öffnung 16 ist in einer eine Stirnfläche des Gehäuseteils 12 bildenden Wandung ausgebildet (vgl. z. B. 1). Die zweite Öffnung 16 weist eine der querschnittlichen Form des zweiten Anschlussteils 6 entsprechende Form auf. Entsprechend ist das mit der Kontaktschiene 3 ausgebildete zweite Anschlussteil 6 über die zweite Öffnung 16 zumindest abschnittsweise in den Innenraum des Gehäuseteils 12 z. B. durch manuelles oder maschinelles Einschieben einführbar.
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Jeweilige dritte Öffnungen 17 sind in einer eine Oberseite des Gehäuseteils 12 bildenden Wandung ausgebildet (vgl. z. B. 4). Die dritten Öffnungen 17 sind als Schlitze ausgebildet und ermöglichen das Einführen einer elektrisch leitfähigen Klebemasse, d. h. eines elektrisch leitfähigen Klebers, in den Innenraum des Gehäuseteils 12.
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Der elektrisch leitfähige Kleber dient einer mechanisch-stabilen wie auch elektrisch leitfähigen Verbindung der durch die jeweiligen Öffnungen 15, 16 in den Innenraum des Gehäuseteils 12 eingeführten Abschnitte der beiden Anschlussteile 4, 6. Die an dem ersten Anschlussteil 4 der Herstellung der elektrischen Verbindung des ersten Anschlussteils 4 mit dem zweiten Anschlussteil 6 dienenden Abschnitte sind die durch die querschnittlich trapezförmige Gestalt des ersten Anschlussteils 4 gebildeten Schrägflächen.
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Um eine genaue Anordnung der beiden Anschlussteile 4, 6 relativ zueinander zu ermöglichen, sind die beiden Anschlussteile 4, 6 derart ausgebildet, dass diese im miteinander verbundenen Zustand formschlüssig ineinandergreifen können. Hierfür weist das zweite Anschlussteil 6 eine der querschnittlich trapezförmigen Gestalt des ersten Anschlussteils 4 nachempfundene trapezförmige Ausnehmung 18 auf (vgl. z. B. 1, 2).
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Der elektrisch leitfähige Kleber wird über die dritten Öffnungen 17 des Gehäuseteils 12 in den zwischen den Schrägflächen des ersten Anschlussteils 4 und den Schrägflächen der Ausnehmung 18 des zweiten Anschlussteils 6 gebildeten Spaltraum 19 eingefüllt und dort verteilt, so dass sich eine Benetzung der jeweiligen Schrägflächen des ersten wie auch zweiten Anschlussteils 4, 6 mit dem elektrisch leitfähigen Kleber ergibt (vgl. z. B. 2).
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5 zeigt eine weitere perspektivische Darstellung einer Vorrichtung 1 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung von hinten. Dabei ist das Hochspannungskabel 3 frei von der z. B. in 1 - 4 gezeigten Kabelisolierung 14 dargestellt. Ersichtlich weitet sich das Hochspannungskabel 3 im Bereich seines freien Endes auf. Der obere Bereich ist mit dreieckförmigen Ausnehmungen versehen, so dass sich hier eine querschnittlich trapezförmiger Abschnitt des Hochspannungskabels 3 ergibt. Der querschnittlich trapezförmige Abschnitt des Hochspannungskabels 3 entspricht geometrisch der querschnittlich trapezförmigen Gestalt des ersten Anschlussteils 4. Wird das Hochspannungskabel 3 von der Kabelisolierung 14 umgeben, bleiben insbesondere die Schrägflächen im Bereich der querschnittlichen Trapezform von der elektrischen Isolierung durch die Kabelisolierung 14 ausgenommen.
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Wie sich aus 3, welche das Hochspannungskabel 3 mit der Kabelisolierung 14 zeigt, ergibt, ist das elektrisch isolierende Halteteil 9 auf den querschnittlich trapezförmigen Abschnitt des Hochspannungskabels 3 aufgesetzt. Hierbei kann eine Haltekraft ausgebildet werden, welche eine stabile, insbesondere unverlierbare, Verbindung des Hochspannungskabels 3 mit dem Halteteil 9 ergibt.
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Die in dem Halteteil 9 ausgebildeten Aufnahmebereiche 10, 11 zur Aufnahme der Isolationsstege 7, 8 sind derart angeordnet, dass, wenn die Isolationsstege 7, 8 in diese eingeführt sind, eine elektrische Isolierung sowohl der querschnittlich trapezförmigen Abschnitte des Hochspannungskabels 3 als auch der mit diesen fluchtenden Schrägflächen des ersten Anschlussteils 4 gegeben ist.
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Die 6 - 14 zeigen jeweils perspektivisch Verfahrensschritte zum Verbinden zweier elektrischer Verbindungsteile bzw. Anschlussteile 4, 6 unter Verwendung einer Vorrichtung 1 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung.
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Die 6, 7 zeigen unterschiedliche perspektivische Ansichten eines Einschiebens des Gehäuseteils 12 auf das mit dem zweiten Verbindungsteil in Form der Kontaktschiene 3 verbundene zweite Anschlussteil 6. Selbstverständlich kann grundsätzlich auch die Kontaktschiene 3 in das Gehäuseteil 12 eingeschoben werden. Dabei wird das mit der Kontaktschiene 3 verbundene zweite Anschlussteil 6 durch die zweite Öffnung 16 des Gehäuseteils 12 eingeschoben. Wie sich aus 7 ergibt, stößt das zweite Anschlussteil 6 an die der die zweite Öffnung 16 aufweisenden Wandung gegenüber liegende Wandung des Gehäuseteils 12 an. In diesem Zustand ist die in dem zweiten Anschlussteil 6 ausgebildete Ausnehmung 18 genau vor bzw. fluchtend mit der in der eine Seitenfläche des Gehäuseteils 12 bildenden Wandung vorgesehenen ersten Öffnung 15.
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Im in den 8 - 11 dargestellten Verfahrensschritten erfolgt ein Einschieben des mit den der Isolationsvorrichtung zugehörigen Komponenten elektrisch isolierten ersten Anschlussteils 4 in die erste Öffnung 15 des Gehäuseteils 12. Das erste Anschlussteil 4 ist dabei über das Basisisolationsteil 5, die Isolationsstege 7, 8 und das Halteteil 9 berührungssicher nach Außen elektrisch isoliert. Das Hochspannungskabel 3 ist durch die Kabelisolierung 14 elektrisch isoliert. Eine Berührung des ersten Anschlussteils 4 bzw. des Hochspannungskabels 3 ist ohne die Gefahr eines elektrischen Schlages möglich.
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Wie sich anhand von 9, 10 erkennen lässt, werden die Isolationsstege 7, 8 beim Einschieben des elektrisch isolierten ersten Anschlussteils 4 durch die erste Öffnung 15 in den Innenraum des Gehäuseteils 12 in einer der Einschieberichtung entgegen gesetzten Richtung aus dem Halteteil 9 geschoben. Dies ist derart möglich, da die erste Öffnung 15 nur für das Einschieben des ersten Anschlussteils 4 samt Basisisolationsteil 5 dimensioniert ist. Die Isolationsstege 7, 8 stoßen entsprechend beim Einschieben des ersten Anschlussteils 4 an die Wandung des Gehäuseteils 12 und schieben sich derart aus dem Halteteil 9, wodurch die einer elektrischen Kontaktierung des ersten Anschlussteils 4 mit dem zweiten Anschlussteil 6 dienenden Schrägflächen des ersten Anschlussteils 4 freigelegt werden (vgl. insbesondere 9, 10).
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Vor dem Einschieben des ersten Anschlussteils 4 durch die Öffnung 15 in den Innenraum des Gehäuseteils 12 bilden das erste Anschlussteil 4 und die an dessen Schrägflächen ansetzenden Isolationsstege 7, 8 genau ein Rechteck, so dass die Isolationsstege 7, 8 beim Einschieben des ersten Anschlussteils 4 durch die trapezförmige erste Öffnung 15 des Gehäuseteils 12 quasi nach hinten aus dem Halteteil 9 geschoben werden. Die aus dem Halteteil 9 ragenden Isolationsstege 7, 8 werden entfernt, können jedoch im Rahmen weiterer Verwendungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 wieder verwendet werden.
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In dem in 11 - 14 gezeigten Zustand sind die Isolationsstege 7, 8 aus der Halteteil 9 entfernt. Die in dem Halteteil 9 verbleibenden Aufnahmebereiche für die Isolationsstege 7, 8 sind so klein, dass sie gemäß der einschlägigen Norm ECE R 100 als berührungssicher gelten, da ihr Durchmesser kleiner als die in der Norm geforderten 12, 5 mm ist.
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Das Hochspannungskabel 3 liegt benachbart zu der die erste Öffnung 15 aufweisenden Wandung des Gehäuseteils 12. Über die dritte Öffnung 17 des Gehäuseteils 12 wird in den zwischen den Schrägflächen des ersten Anschlussteils 4 und den die in dem zweiten Anschlussteil 6 vorgesehene Ausnehmung 18 begrenzenden Schrägflächen gebildeten Spaltraum 19 der elektrisch leitfähige Kleber eingefüllt. Wie aus 11 ersichtlich, liegen die beiden dritten Öffnungen 17 genau oberhalb des Randbereichs des Spaltraums 19. Die Einfüllung des elektrisch leitfähigen Klebers kann maschinell bzw. automatisiert erfolgen. Daher können beispielsweise entsprechend gestaltete Düsenvorrichtungen durch die dritten Öffnungen 17 geführt werden, um den elektrisch leitfähigen Kleber in den Spaltraum 19 einzubringen.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 ermöglicht eine einfache und gleichzeitig einen Schutz vor elektrischen Schlägen bietende bzw. berührungssichere Möglichkeit, zwei entsprechende elektrische Verbindungsteile bzw. Energiespeicher elektrisch miteinander zu verbinden. Hierfür ist das Tragen von entsprechender, eingangs erwähnter Schutzkleidung nicht erforderlich.
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Ferner ist eine vollautomatisch durchführbare Verbindung jeweiliger elektrischer Anschlussteile 4, 6 bzw. Verbindungsteile und somit Energiespeicher möglich. Z. B. kann dabei der elektrisch leitfähige Kleber bereits vorab in die Ausnehmung 18 des zweiten Anschlussteils 6 eingebracht werden, bevor diese über die zweite Öffnung 16 in das Gehäuseteil 12 eingeschoben wird.
