DE102018217275B3 - An electrically conductive screw sleeve, an electrical system and a method for electrically connecting an electrical conductor to an electrical component - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrisch leitfähige Schraubhülse (10), die einen Kopfbereich (11) mit einem Innenantriebsprofil (14) zum Schrauben der Schraubhülse (10), einen inneren Aufnahmebereich (12) und einen Schraubbereich (13) umfasst. Der innere Aufnahmebereich (12) erstreckt sich durch das Innenantriebsprofil (14) hindurch in die Schraubhülse (10) und ist ausgebildet, ein Verbindungselement (71) aufzunehmen. Der Schraubbereich (13) erstreckt sich von einem dem Kopfbereich (11) gegenüberliegenden Ende der Schraubhülse (10) ausgehend zumindest über einen Teilbereich der Schraubhülse (10). Durch das Innenantriebsprofil (14) und den Schraubbereich (13) ist eine Schraubmontage der Schraubhülse (10) ermöglicht. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren und ein System (100) mit einer elektrisch leitfähigen Schraubhülse (10).The invention relates to an electrically conductive screw sleeve (10) which comprises a head area (11) with an internal drive profile (14) for screwing the screw sleeve (10), an inner receiving area (12) and a screw area (13). The inner receiving area (12) extends through the inner drive profile (14) into the screw sleeve (10) and is designed to receive a connecting element (71). The screw area (13) extends from an end of the screw sleeve (10) opposite the head area (11) at least over a partial area of the screw sleeve (10). The internal drive profile (14) and the screwing area (13) enable screwing of the screw sleeve (10). The invention further relates to a method and a system (100) with an electrically conductive screw sleeve (10).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrisch leitfähige Schraubhülse. Die Erfindung umfasst ferner ein elektrisches System sowie ein Verfahren zum elektrischen Verbinden eines elektrischen Leiters mit einem elektrischen Bauteil.The present invention relates to an electrically conductive screw sleeve. The invention further comprises an electrical system and a method for electrically connecting an electrical conductor to an electrical component.

In elektrischen Systemen oder Hochstrom-Anwendungen, in denen beispielsweise Ströme von 100 A oder mehr geleitet werden, können spezielle Verbindungen zwischen Stromleitern, wie zum Beispiel Stromschienen, und elektrischen Bauteilen, wie zum Beispiel Halbleiterschaltern, notwendig sein, die derart große Ströme leiten können.In electrical systems or high-current applications in which, for example, currents of 100 A or more are conducted, special connections between current conductors, such as, for example, busbars, and electrical components, such as, for example, semiconductor switches, which can conduct such large currents, may be necessary.

Elektrisch leitfähige Verbindungselemente können zum Beispiel auf Trägerplatten oder Grundkörper des elektrischen Bauteils durch Löten, mittels einer zusätzlichen Kontermutter, oder unter Verwendung eines zusätzlichen Klemmteils montiert werden. Es ist weiterhin möglich, Verbindungselemente durch eine zweiteilige Ausführung des Verbindungselementes mit Teilen, die miteinander durch Stecken/Klemmen kontaktiert werden können, zu montieren. Dadurch sind mehrere Montageschritte oder Fertigungsschritte notwendig, um eine Kontaktierung zwischen dem Grundkörper und dem Verbindungselement zu erreichen.Electrically conductive connecting elements can, for example, be mounted on carrier plates or base bodies of the electrical component by soldering, using an additional lock nut, or using an additional clamping part. It is also possible to assemble connecting elements by a two-part design of the connecting element with parts that can be contacted with one another by plugging / clamping. As a result, several assembly steps or manufacturing steps are necessary in order to achieve contact between the base body and the connecting element.

Eine Vielzahl von Montageschritten kann beim Bestücken eines Grundkörpers mit einem elektrisch leitfähigen Verbindungselement die Montage schwieriger gestalten und eine verlängerte Montagedauer sowie damit verbundene erhöhte Produktionskosten verursachen.A large number of assembly steps can make assembly more difficult when equipping a base body with an electrically conductive connecting element and can cause an extended assembly time and associated increased production costs.

Ferner ist der Einsatz bekannter Verbindungselemente zum Bestücken fertig hergestellter Bauteile mit abgeschlossenen Bauräumen, die beispielsweise nur einseitig zugänglich sind, teils nicht möglich, da eine zusätzliche Kontermutter oder ein zusätzliches Klemmteil nicht mit dem Verbindungselement verbunden werden kann.Furthermore, the use of known connecting elements for assembling finished components with closed installation spaces, which are only accessible from one side, for example, is sometimes not possible, since an additional lock nut or an additional clamping part cannot be connected to the connecting element.

Aus der DE 20 2015 006 560 U1 ist ein Anschlusselement zur Ermöglichung eines Hochstromkontakts an Leiterplatten bekannt. An der Unterseite des Anschlusselements sind Kontaktstifte zum Einstecken in durchkontaktierte Bohrungen einer Leiterplatte angeordnet. Ferner weist das Anschlusselement eine Fräsung auf, die als Positioniereinrichtung ausgebildet ist. Das positionsgenaue Anordnen aller Kontaktstifte über den jeweils zugeordneten Bohrungen bei einer Montage des Anschlusselements kann beispielsweise die Montage erschweren.From the DE 20 2015 006 560 U1 a connection element for enabling high current contact on printed circuit boards is known. Contact pins are arranged on the underside of the connection element for insertion into plated-through holes in a printed circuit board. Furthermore, the connection element has a milling, which is designed as a positioning device. The precise positioning of all contact pins over the respectively assigned bores when mounting the connection element can make assembly difficult, for example.

Aus der DE 10 2013 211 326 A1 ist ein elektrischer Verbinder bekannt. Ein Hauptteil des elektrischen Verbinders weist ein äußeres Profil auf, das nicht rund ist. Zur Montage werden an zwei Seiten des Verbinders Muttern angebracht, die den Verbinder befestigen. Damit sind zur Montage des elektrischen Verbinders zumindest zwei Montageschritte notwendig, in denen die zwei Muttern montiert werden.From the DE 10 2013 211 326 A1 an electrical connector is known. A main part of the electrical connector has an outer profile that is not round. For assembly, nuts are attached on two sides of the connector, which secure the connector. This means that at least two assembly steps are required to assemble the electrical connector, in which the two nuts are assembled.

Aus DE 10 2007 033 297 B4 ist eine Vorrichtung zum Kontaktieren eines Hochstrombolzens mit einer Leiterplatte bekannt. Hierbei weisen zwei Hochstrom-Kontaktelemente jeweils ein Kontaktteil mit einem Bohrloch und einen Zentrierring auf, wobei die Zentrierringe derart bemessen sind, dass diese im Bohrloch der Leiterplatte ineinandergreifen.Out DE 10 2007 033 297 B4 a device for contacting a high-current bolt with a circuit board is known. Here, two high-current contact elements each have a contact part with a borehole and a centering ring, the centering rings being dimensioned such that they engage in one another in the borehole of the printed circuit board.

Aus DE 10 2016 213 225 A1 ist eine Schaltungsanordnung, umfassend eine erste Schaltungskomponente, eine zweite Schaltungskomponente, eine elektrisch leitende Kontakthülse sowie Kontaktbuche zur Herstellung elektrischer und mechanischer Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Schaltungskomponente, wobei die Kontakthülse die Kontaktbuchse umgreift und mit der Kontaktbuchse flächig und elektrisch leitend kontaktiert ist.Out DE 10 2016 213 225 A1 is a circuit arrangement comprising a first circuit component, a second circuit component, an electrically conductive contact sleeve and contact bush for establishing electrical and mechanical connection between the first and the second circuit component, the contact sleeve encompassing the contact socket and being in flat and electrically conductive contact with the contact socket.

Ein weiterer elektrischer Verbinder ist aus US 4 087 666 A bekannt.Another electrical connector is off US 4,087,666 A known.

Beispielsweise kann es notwendig sein, gerade in Systemen mit begrenztem Bauraum oder bei Verwendung von Bauteilen mit engen Toleranzen oder aufwendigen/mehreren Bauteilen, eine einfache Montage von Verbindungselementen zu ermöglichen. Dabei sollen Fertigungstoleranzen, wie sie beispielsweise beim Stecken oder Zusammenfügen zweiteilig ausgebildeter Verbindungselemente auftreten können, vermieden werden, da die Verbindungselemente bei ungenauer Positionierung aufgrund des wenigen Bauraums mit benachbarten Bauteilen in Kontakt geraten könnten.For example, it may be necessary to enable simple assembly of connecting elements, particularly in systems with limited installation space or when using components with narrow tolerances or complex / multiple components. Manufacturing tolerances, such as those that can occur, for example, when plugging or joining two-part connecting elements, should be avoided, since the connecting elements could come into contact with neighboring components if the positioning space is inaccurate due to the limited installation space.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein elektrisch leitfähiges Verbindungselement bereitzustellen, das in einem vereinfachten Montageprozess und/oder auch an schwer erreichbaren Montagestellen in Systemen mit begrenztem Bauraum montiert werden kann.The object of the invention is to provide an electrically conductive connecting element which can be installed in systems with limited installation space in a simplified assembly process and / or also at assembly sites which are difficult to access.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird gelöst mit einer elektrisch leitfähigen Schraubhülse sowie einem elektrischen System und einem Verfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen. Weitere Aspekte sowie Weiterbildungen der Erfindung, die weitere Vorteile bewirken können, sind in den abhängigen Ansprüchen, der folgenden Beschreibung sowie in den Figuren beschrieben.The object of the invention is achieved with an electrically conductive screw sleeve and an electrical system and a method according to the independent claims. Further aspects as well as further developments of the invention, which can bring about further advantages, are described in the dependent claims, the following description and in the figures.

Gemäß der Erfindung wird eine elektrisch leitfähige Schraubhülse bereitgestellt. Die elektrisch leitfähige Schraubhülse umfasst einen Kopfbereich mit einem Innenantriebsprofil, einen inneren Aufnahmebereich sowie einen Schraubbereich.According to the invention, an electrically conductive screw sleeve is provided. The electrically conductive screw sleeve also includes a head area an inner drive profile, an inner receiving area and a screwing area.

Das Innenantriebsprofil ist zum Schrauben der Schraubhülse mittels Innenkraftangriff ausgebildet. Der Schraubbereich erstreckt sich, von einem dem Kopfbereich gegenüberliegenden Ende der Schraubhülse ausgehend, zumindest über einen Teilbereich der Schraubhülse. Durch das Innenantriebsprofil und den Schraubbereich ist eine Schraubmontage der Schraubhülse ermöglicht.The internal drive profile is designed to screw the screw sleeve by means of an internal force application. Starting from an end of the screw sleeve opposite the head area, the screw area extends at least over a partial area of the screw sleeve. The internal drive profile and the screw area enable screw mounting of the screw sleeve.

Das Innenantriebsprofil stellt eine Angriffsfläche für ein Schraubwerkzeug bereit, mit dem die Schraubhülse beispielsweise zum Montieren oder Einschrauben der Schraubhülse in eine Schraubhülsenaufnahme, z.B. eine Gewindemutter, gedreht werden kann. Zum Schrauben der Schraubhülse können von gewöhnlichen Schrauben bekannte Antriebssysteme mit Innenkraftangriff genutzt werden, beispielsweise Innensechsrund- oder Innensechskant-Systeme, wobei beliebige Arten bekannter Innenantriebssysteme verwendet werden können.The internal drive profile provides a contact surface for a screwing tool with which the screw sleeve can be used, for example, for mounting or screwing the screw sleeve into a screw sleeve receptacle, e.g. a threaded nut that can be turned. Known drive systems with internal force attack, for example hexagon socket or hexagon socket systems, can be used for screwing the screw sleeve, and any type of known internal drive system can be used.

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. Entsprechend kann der innere Aufnahmebereich ein Schraubbereich oder Steckbereich sein. Beispielsweise kann zwischen einen Kopfbereich des Verbindungselements und den Kopfbereich der Schraubhülse ein elektrischer Leiter wie eine Stromschiene eingeklemmt oder befestigt werden.The inner receiving area of the screw sleeve extends through the inner drive profile into the screw sleeve and is designed to receive a connecting element. A connecting element can be a screw or a bolt, for example, which can be screwed or inserted into the inner receiving area of the screw sleeve in order to form a firm contact with the latter. Accordingly, the inner receiving area can be a screw area or plug area. For example, an electrical conductor such as a busbar can be clamped or fastened between a head region of the connecting element and the head region of the screw sleeve.

Durch die erfindungsgemäße Schraubhülse ergibt sich der Vorteil, dass diese beispielsweise an einen elektrischen Anschluss unter Verwendung eines einzigen Montageschrittes, der das Einschrauben oder Anschrauben der Schraubhülse umfasst, montiert werden kann. Ferner ist die Montage der erfindungsgemäßen Schraubhülse in nur einseitig geöffneten Bauräumen möglich, da die Schraubhülse zur Befestigung kein weiteres Befestigungselement wie etwa eine Kontermutter oder ein zusätzliches Klemmteil, das von einer zweiten Seite anzubringen ist, benötigt. Die Verwendung des Innenantriebprofils kann zu Materialeinsparungen führen. Das Verwenden des Innenantriebssystems kann vorteilhaft ferner eine Montage der Schraubhülse in begrenzten Bauräumen vereinfachen und/oder ein Erzeugen von elektrisch leitfähigen Partikeln beim Schrauben, wie es beispielsweise bei Außenantriebssystemen der Fall sein kann, verhindern.The screw sleeve according to the invention has the advantage that it can be installed, for example, on an electrical connection using a single assembly step, which comprises screwing or screwing on the screw sleeve. Furthermore, the screw sleeve according to the invention can be installed in construction spaces which are only open on one side, since the screw sleeve does not require any further fastening element such as a lock nut or an additional clamping part which is to be fitted from a second side for fastening. The use of the internal drive profile can lead to material savings. The use of the internal drive system can also advantageously simplify assembly of the screw sleeve in limited installation spaces and / or prevent the generation of electrically conductive particles when screwing, as can be the case, for example, with external drive systems.

Um die elektrische Leitfähigkeit der elektrischen leitfähigen Schraubhülse zu gewährleisten, umfasst die Schraubhülse zumindest ein elektrisch leitfähiges Material. Beispielsweise weist die Schraubhülse zumindest eines von Kupfer, Messing und Aluminium auf. Zum Beispiel ist die Schraubhülse aus Kupfer hergestellt, beispielsweise aus einem speziellen Kupfer CU-ETP, das z.B. vorwiegend Elektrolytkupfer, einen Kupfergehalt von mindestens 99,9 % und/oder einen Sauerstoffgehalt weniger als 400 ppm aufweist. Eine aus Kupfer gebildete Schraubhülse weist gegenüber Schraubhülsen aus anderen Materialien einen verringerten elektrischen Widerstand auf, sodass ein Querschnitt und damit eine Gesamtgröße der Schraubhülse bei einer vorgegebenen Verlustleistung für einen von der Schraubhülse zu führenden Soll-Strom reduziert werden kann. Kleinere Schraubhülsen können den Vorteil bieten, in engen Bauräumen leichter montiert zu werden.In order to ensure the electrical conductivity of the electrically conductive screw sleeve, the screw sleeve comprises at least one electrically conductive material. For example, the screw sleeve has at least one of copper, brass and aluminum. For example, the screw sleeve is made from copper, for example from a special copper CU-ETP, e.g. predominantly electrolytic copper, has a copper content of at least 99.9% and / or an oxygen content of less than 400 ppm. A screw sleeve made of copper has a reduced electrical resistance compared to screw sleeves made of other materials, so that a cross section and thus an overall size of the screw sleeve can be reduced with a predetermined power loss for a desired current to be conducted by the screw sleeve. Smaller screw sleeves can offer the advantage of being easier to install in confined spaces.

Beispielsweise kann die elektrisch leitfähige Schraubhülse zum Einsatz in Hochstromanwendungen, beispielsweise in elektrischen Antrieben elektrifizierter Fahrzeuge, ausgebildet sein. Die Schraubhülse kann zum Leiten von Strömen von mehr als 50 A, mehr als 200 A und/oder bis zu 500 A oder bis zu 1 kA ausgebildet sein, wobei aufgrund geringer Verlustleistungen innerhalb der Schraubhülse beispielsweise eine Temperaturerhöhung der Schraubhülse bei Stromdurchfluss vernachlässigbar sein kann. Die erfindungsgemäße Schraubhülse kann eine elektrische Verbindung zwischen einem Leistungshalbleitermodul und einer Stromschiene ermöglichen.For example, the electrically conductive screw sleeve can be designed for use in high-current applications, for example in electric drives of electrified vehicles. The screw sleeve can be designed to conduct currents of more than 50 A, more than 200 A and / or up to 500 A or up to 1 kA, with an increase in temperature of the screw sleeve when current flowing through it being negligible, for example, due to low power losses within the screw sleeve. The screw sleeve according to the invention can enable an electrical connection between a power semiconductor module and a busbar.

Zumindest der Schraubbereich der Schraubhülse ist zylinderförmig ausgebildet, um ein Schrauben der Schraubhülse zu ermöglichen. Der Kopfbereich der Schraubhülse kann ebenfalls zylinderförmig ausgebildet sein oder alternativ andere Außengeometrien aufweisen, zum Beispiel zumindest teilweise eckig ausgebildet sein.At least the screw area of the screw sleeve is cylindrical to enable screwing of the screw sleeve. The head region of the screw sleeve can also be cylindrical or alternatively can have other external geometries, for example at least partially angular.

Durch Weiterbildungen der Schraubhülse können sich weitere Vorteile ergeben. Beispielsweise kann der Schraubbereich der Schraubhülse ein Außengewinde aufweisen. Durch das Bereitstellen eines Außengewindes, beispielsweise eines metrischen Gewindes, ist es möglich, die Schraubhülse in vereinfachter Weise z.B. in eine entsprechende Gewindemutter einzuschrauben. Alternativ kann das Außengewinde ein selbstschneidendes oder selbstfurchendes Gewinde umfassen, mittels dessen die Schraubhülse in Öffnungen elektrischer Anschlüsse ohne Gewinde zum Erzeugen einer Schraubverbindung eingeschraubt werden kann. Wenn beispielsweise eine Schraubhülsenaufnahme, wie zum Beispiel eine Gewindemutter, ein selbstfurchendes Gewinde aufweist, kann der Schraubbereich alternativ ohne Gewinde bereitgestellt werden, sodass sich beim Einschrauben der Schraubhülse ein Gegengewinde in den Schraubbereich der Schraubhülse einschneidet. Der Vorteil ist, dass die Schraubhülse somit an unterschiedlich ausgebildeten elektrischen Anschlüssen angebracht oder angeschraubt werden kann.Further advantages can result from further developments of the screw sleeve. For example, the screw area of the screw sleeve can have an external thread. By providing an external thread, for example a metric thread, it is possible to screw the screw sleeve in a simplified manner, for example into a corresponding threaded nut. Alternatively, the external thread can comprise a self-tapping or self-tapping thread, by means of which the screw sleeve can be screwed into openings in electrical connections without thread to produce a screw connection. If, for example, a screw sleeve receptacle, such as a threaded nut, has a self-tapping thread, the screw region can alternatively be provided without a thread, so that When screwing in the screw sleeve, a counter thread cuts into the screw area of the screw sleeve. The advantage is that the screw sleeve can thus be attached or screwed onto differently designed electrical connections.

Gemäß einer Weiterbildung der Schraubhülse weist der innere Aufnahmebereich ein Innengewinde auf. Beispielsweise kann ein zu verwendendes Verbindungselement ein vorgegebenes Gewinde aufweisen und das Innengewinde des inneren Aufnahmebereichs an das vorgegebene Gewinde angepasst sein, sodass das Verbindungselement einfach in die Schraubhülse eingeschraubt werden kann. Das Innengewinde kann sich zum Beispiel über den gesamten inneren Aufnahmebereich erstrecken. Alternativ kann der innere Aufnahmebereich glattwandig ausgebildet sein, sodass beispielsweise ein Verbindungselement mit einem selbstfurchenden Gewinde in den inneren Aufnahmebereich eingeschraubt werden kann.According to a development of the screw sleeve, the inner receiving area has an internal thread. For example, a connecting element to be used can have a predetermined thread and the internal thread of the inner receiving area can be matched to the predetermined thread, so that the connecting element can simply be screwed into the screw sleeve. The internal thread can, for example, extend over the entire inner receiving area. Alternatively, the inner receiving area can be smooth-walled, so that, for example, a connecting element with a self-tapping thread can be screwed into the inner receiving area.

Beispielsweise ist eine Länge oder Höhe des Schraubbereichs geringer, als eine Länge oder Höhe des Kopfbereichs. Länge oder Höhe können eine axiale Ausdehnung der zylindrischen Schraubhülse beschreiben. Der Vorteil ist, dass die Länge des Schraubbereichs beispielsweise durch eine Gewindetiefe vorgegeben sein kann und die Länge des Kopfbereiches an eine bereitzustellende Verbindungslänge variabel angepasst werden kann.For example, a length or height of the screw area is less than a length or height of the head area. Length or height can describe an axial extension of the cylindrical screw sleeve. The advantage is that the length of the screw area can be predetermined, for example, by a thread depth and the length of the head area can be variably adapted to a connection length to be provided.

Gemäß einer Weiterbildung der Schraubhülse weist der innere Aufnahmebereich einen gegenüber einem Außendurchmesser des Schraubbereichs abweichenden Durchmesser auf. Beispielsweise ist der Außendurchmesser des Schraubbereichs größer, als der Innendurchmesser des inneren Aufnahmebereichs. Durch die verschiedenen Durchmesser kann die Schraubhülse an Durchmesser elektrischer Anschlüsse, in denen die Schraubhülse eingeschraubt werden soll und/oder an Durchmesser von Verbindungselementen, die in dem inneren Aufnahmebereich aufgenommen werden sollen, angepasst werden. Beispielsweise beträgt der Außendurchmesser des Schraubbereichs 6 mm und der Durchmesser des inneren Aufnahmebereichs 4 mm. Das Innenantriebsprofil kann eine innere kreisförmige Öffnung aufweisen, deren Durchmesser zumindest so groß ist wie der Durchmesser des inneren Aufnahmebereichs.According to a development of the screw sleeve, the inner receiving area has a diameter that differs from an outer diameter of the screw area. For example, the outer diameter of the screw area is larger than the inner diameter of the inner receiving area. Due to the different diameters, the screw sleeve can be adapted to the diameter of electrical connections in which the screw sleeve is to be screwed in and / or to the diameter of connecting elements which are to be received in the inner receiving area. For example, the outer diameter of the screw area is 6 mm and the diameter of the inner receiving area is 4 mm. The inner drive profile can have an inner circular opening, the diameter of which is at least as large as the diameter of the inner receiving region.

Gemäß einer Weiterbildung erstreckt sich der innere Aufnahmebereich ausschließlich innerhalb des Kopfbereichs der Schraubhülse. Der Vorteil kann sein, dass der Schraubbereich massiv ausgebildet sein kann, sodass eine stabilere Schraubverbindung bereitgestellt werden kann. Alternativ kann sich der innere Aufnahmebereich auch durch den Kopfbereich hindurch bis in den Schraubbereich hinein erstrecken, sodass der innere Aufnahmebereich zumindest auch in einem Teilbereich des Schraubbereichs ausgebildet ist. Der Vorteil kann sein, dass beispielsweise Verbindungselemente einer vorbestimmten Länge auch dann wie vorgesehen im inneren Aufnahmebereich aufgenommen werden können, wenn der Kopfbereich der Schraubhülse eine Länge kürzer als die vorbestimmte Länge des Verbindungselements aufweist.According to a further development, the inner receiving area extends exclusively within the head area of the screw sleeve. The advantage can be that the screw area can be solid, so that a more stable screw connection can be provided. Alternatively, the inner receiving area can also extend through the head area into the screwing area, so that the inner receiving area is also formed at least in a partial area of the screwing area. The advantage can be that, for example, connecting elements of a predetermined length can also be accommodated as intended in the inner receiving region if the head region of the screw sleeve has a length shorter than the predetermined length of the connecting element.

Zum Beispiel ist ein Außendurchmesser des Kopfbereichs größer, als ein Außendurchmesser des Schraubbereichs. Durch den größeren Außendurchmesser des Kopfbereichs kann sich eine stufenförmige Kante zwischen Schraubbereich und Kopfbereich ergeben, die auch als Kinn des Kopfbereichs bezeichnet werden kann. Beispielsweise kann ein elektrischer Ausgang, in den die Schraubhülse eingeschraubt wird, eine um den Ausgang gebildete Oberfläche aufweisen, mit der die stufenförmige Kante in eingeschraubtem Zustand in Druckkontakt steht, sodass eine festere Schraubverbindung hergestellt werden kann. Mit anderen Worten, die Schraubhülse kann mit einer Schraube verglichen werden, in der durch eine sehr große Dimensionierung des Schraubenkopfes in diesem ein Hohlraum bereitgestellt ist, in dem ein Verbindungselement befestigt werden kann.For example, an outer diameter of the head area is larger than an outer diameter of the screw area. The larger outer diameter of the head area can result in a stepped edge between the screw area and the head area, which can also be referred to as the chin of the head area. For example, an electrical outlet into which the screw sleeve is screwed can have a surface formed around the outlet, with which the stepped edge is in pressure contact when screwed in, so that a firmer screw connection can be produced. In other words, the screw sleeve can be compared to a screw in which a very large dimensioning of the screw head provides a cavity in the screw head in which a connecting element can be fastened.

Beispielsweise umfasst das Innenantriebsprofil einen Innensechsrund oder einen Innensechskant. Alternativ kann das Innenantriebsprofil auch drei-, vier- oder mehreckige Formen umfassen. Das Innenantriebsprofil kann ferner sternförmig, abgerundet oder kantig, oder in Kreuzform oder Schlitzform ausgebildet sein.For example, the internal drive profile comprises an internal hexagon or an internal hexagon. Alternatively, the internal drive profile can also include triangular, quadrangular or polygonal shapes. The internal drive profile can also be star-shaped, rounded or angular, or in the form of a cross or slot.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein elektrisches System mit einem elektrischen Hochstrom-Bauteil, beispielsweise einem Antriebsgleichrichter, das mit einer Stromschiene elektrisch leitend verbunden ist. Das elektrische System umfasst ferner eine erfindungsgemäße Schraubhülse, die mit einem elektrischen Anschluss des elektrischen Hochstrom-Bauteils mittels einer Schraubverbindung elektrisch leitfähig verbunden ist. Beispielsweise sind die Schraubhülse und der elektrische Ausgang mittels jeweiliger Gewinde miteinander schraubfest verbunden.Another aspect of the invention relates to an electrical system with an electrical high-current component, for example a drive rectifier, which is electrically conductively connected to a busbar. The electrical system further comprises a screw sleeve according to the invention, which is electrically conductively connected to an electrical connection of the electrical high-current component by means of a screw connection. For example, the screw sleeve and the electrical output are screw-fastened to one another by means of respective threads.

Die Stromschiene des elektrischen Systems ist mittels eines Verbindungselementes an der Schraubhülse angebracht und mit dieser elektrisch leitfähig verbunden. Das Verbindungselement greift durch eine Ausnehmung der Stromschiene hindurch in den inneren Aufnahmebereich der Schraubhülse ein und ist mit dem inneren Aufnahmebereich mechanisch verbunden. Die Stromschiene kann zwischen einem dem mit dem inneren Aufnahmebereich verbundenen Bereich des Verbindungselementes entgegenliegenden Ende des Verbindungselementes und der Schraubhülse eingeklemmt sein. Das Verbindungselement kann elektrisch leitend oder isolierend ausgebildet sein.The busbar of the electrical system is attached to the screw sleeve by means of a connecting element and connected to it in an electrically conductive manner. The connecting element engages through a recess in the busbar into the inner receiving area of the screw sleeve and is mechanically connected to the inner receiving area. The track can be between the one with the inside Receiving area connected area of the connecting element opposite end of the connecting element and the screw sleeve to be clamped. The connecting element can be designed to be electrically conductive or insulating.

Beispielsweise ist zwischen dem Hochstrom-Bauteil und der Stromschiene ein Stromsensor angeordnet, der die Schraubhülse radial umschließt, um einen Stromfluss durch das elektrische System messen zu können. Zwischen der Schraubhülse und dem Stromsensor kann ein vorbestimmter radialer Mindestabstand bereitgestellt sein.For example, a current sensor is arranged between the high-current component and the busbar, which radially surrounds the screw sleeve in order to be able to measure a current flow through the electrical system. A predetermined radial minimum distance can be provided between the screw sleeve and the current sensor.

Zur Erfindung gehört auch ein Verfahren zum elektrischen Verbinden eines elektrischen Leiters mit einem elektrischen Bauteil. Das Verfahren umfasst ein Anschrauben einer elektrisch leitfähigen Schraubhülse an einen Anschluss des elektrischen Bauteils unter Verwendung eines Innenantriebprofils der Schraubhülse zum mechanischen und elektrischen Verbinden der Schraubhülse mit dem Anschluss. Die Schraubhülse wird also mittels Innenkraftangriff verschraubt oder montiert. Das Verfahren umfasst ferner ein Verbinden des elektrischen Leiters mit der Schraubhülse unter Verwendung eines Verbindungselementes, das durch den elektrischen Leiter und das Innenantriebsprofil durchgeführt und in einen inneren, sich an das Innenantriebprofil anschließenden, Aufnahmebereich eingeführt wird, um den elektrischen Leiter mit der Schraubhülse mechanisch und elektrisch zu verbinden. Das Verbindungselement kann beispielsweise in den Aufnahmebereich eingeschraubt werden oder mittels Umformverfahren, z.B. Fließpressen, in dem Aufnahmebereich befestigt werden.The invention also includes a method for electrically connecting an electrical conductor to an electrical component. The method comprises screwing an electrically conductive screw sleeve onto a connection of the electrical component using an internal drive profile of the screw sleeve for mechanically and electrically connecting the screw sleeve to the connection. The screw sleeve is thus screwed or mounted by means of an internal force application. The method further comprises connecting the electrical conductor to the screw sleeve using a connecting element which is passed through the electrical conductor and the inner drive profile and is introduced into an inner receiving area adjoining the inner drive profile in order to mechanically and to connect electrically. The connecting element can, for example, be screwed into the receiving area or by means of a forming process, e.g. Extrusion, are attached in the receiving area.

Einige Beispiele von Vorrichtungen werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Figuren lediglich beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung einer elektrisch leitfähigen Schraubhülse;
  • 2a, 2b eine Querschnittsansicht zweier beispielhafter elektrisch leitfähiger Schraubhülsen mit unterschiedlich hohen Kopfbereichen;
  • 3a, 3b alternative Ausführungsformen einer elektrisch leitfähigen Schraubhülse;
  • 4a, 4b ein Beispiel eines Montageteils zum Anbringen einer elektrisch leitfähigen Schraubhülse in Schrägansicht und Querschnittsansicht;
  • 5a, 5b das Montageteil nach Bestücken mit einem Sensor in Schrägansicht und Querschnittsansicht;
  • 6a, 6b das bestückte Montageteil mit eingeschraubter elektrisch leitfähiger Schraubhülse in Schrägansicht und Querschnittsansicht; und
  • 7a-7c ein Beispiel eines elektrischen Systems mit einer elektrisch leitfähigen Schraubhülse in unterschiedlichen Perspektiven.
Some examples of devices are only explained in more detail below with reference to the accompanying figures. Show it:
  • 1 a schematic representation of an electrically conductive screw sleeve;
  • 2a , 2 B a cross-sectional view of two exemplary electrically conductive screw sleeves with different high head areas;
  • 3a , 3b alternative embodiments of an electrically conductive screw sleeve;
  • 4a , 4b an example of a mounting part for attaching an electrically conductive screw sleeve in oblique view and cross-sectional view;
  • 5a , 5b the assembly part after mounting with a sensor in oblique view and cross-sectional view;
  • 6a , 6b the assembled mounting part with screwed-in electrically conductive screw sleeve in oblique view and cross-sectional view; and
  • 7a-7c an example of an electrical system with an electrically conductive screw sleeve in different perspectives.

In 1 ist eine schematische Darstellung einer elektrisch leitfähigen Schraubhülse 10 gezeigt. Die Schraubhülse 10 weist einen Kopfbereich 11, einen inneren Aufnahmebereich 12 (schematisch durch die gestrichelte Kontur dargestellt) sowie einen Schraubbereich 13 auf. Der Kopfbereich 11 weist an einem Ende der Schraubhülse 10 eine Ausnehmung auf, die ein Innenantriebsprofil 14 ausbildet. In die Ausnehmung kann ein entsprechendes Werkzeug eingesetzt werden, um die Schraubhülse durch Schrauben zu montieren. Das Innenantriebsprofil 14 der Schraubhülse 10 in 1 ist beispielhaft als Innensechsrund dargestellt. Die Ausnehmung, durch die das Innenantriebsprofil 14 ausgebildet ist, kann als Teil des inneren Aufnahmebereichs 12 bezeichnet werden.In 1 is a schematic representation of an electrically conductive screw sleeve 10th shown. The screw sleeve 10th has a head area 11 , an inner recording area 12th (shown schematically by the dashed outline) and a screw area 13 on. The head area 11 points at one end of the screw sleeve 10th a recess on which an internal drive profile 14 trains. A corresponding tool can be inserted into the recess in order to mount the screw sleeve by means of screws. The internal drive profile 14 the screw sleeve 10th in 1 is exemplified as a hexagon socket. The recess through which the internal drive profile 14 is formed as part of the inner receiving area 12th be designated.

Durch die Öffnung am Ende der Schraubhülse ist der innere Aufnahmebereich 12 zugänglich. Beispielsweise kann ein Verbindungselement, das im inneren Aufnahmebereich 12 aufgenommen werden soll, durch die Öffnung mit dem Innenantriebsprofil 14 in den inneren Aufnahmebereich 12 komplett oder teilweise eingeführt werden.The inner receiving area is through the opening at the end of the screw sleeve 12th accessible. For example, a connecting element that is in the inner receiving area 12th to be recorded through the opening with the internal drive profile 14 in the inner recording area 12th be introduced in whole or in part.

Je nachdem, wo die Schraubhülse 10 eingesetzt werden soll, kann der Schraubbereich 13 beispielsweise ein metrisches oder selbstfurchendes Gewinde aufweisen (in 1 nicht gezeigt, vgl. dazu 2b). Alternativ kann der Schraubbereich 13 eine eben oder glatt ausgeführte Oberfläche aufweisen, in die beim Einschrauben der Schraubhülse 10 in ein Schneidgewinde ein Gegengewinde eingeschnitten wird.Depending on where the screw sleeve 10th the screwing area can be used 13 for example, have a metric or self-tapping thread (in 1 not shown, cf. to 2 B) . Alternatively, the screw area 13 have a flat or smooth surface into which the screw sleeve is screwed 10th a counter thread is cut into a cutting thread.

Die 2a und 2b zeigen eine Querschnittsansicht zweier beispielhafter elektrisch leitfähiger Schraubhülsen 10, 10' mit unterschiedlich hohen Kopfbereichen 11, 11'. In 2a ist die Schraubhülse 10 gezeigt, deren Kopfbereich 11 eine erste Höhe 20 aufweist. In 2b ist Schraubhülse 10' gezeigt, deren Kopfbereich 11' eine zweite Höhe 21 aufweist, die kleiner ist als die erste Höhe 20. Beispielsweise sind die Schraubbereiche 13 der beiden Schraubhülsen 10, 10' identisch. Am Beispiel der Schraubhülse 10' ist ein allgemein einsetzbares Außengewinde 22 des Schraubbereichs 13 dargestellt. Weiterhin ist im inneren Aufnahmebereich 12 der Schraubhülse 10' ein Innengewinde 23 dargestellt, welches sich über einen Teilbereich des inneren Aufnahmebereichs 12 erstreckt und allgemein in Schraubhülsen 10 ausgebildet sein kann.The 2a and 2 B show a cross-sectional view of two exemplary electrically conductive screw sleeves 10th , 10 ' with different high head areas 11 , 11 ' . In 2a is the screw sleeve 10th shown whose head area 11 a first height 20th having. In 2 B is screw sleeve 10 ' shown whose head area 11 ' a second height 21 has less than the first height 20th . For example, the screw areas 13 of the two screw sleeves 10th , 10 ' identical. Using the example of the screw sleeve 10 ' is a general-purpose external thread 22 of the screw area 13 shown. Furthermore is in the inner recording area 12th the screw sleeve 10 ' an internal thread 23 shown, which extends over a partial area of the inner receiving area 12th extends and generally in screw sleeves 10th can be trained.

3a und 3b zeigen alternative Ausführungsformen der elektrisch leitfähigen Schraubhülse. 3a zeigt eine Schraubhülse 30 mit einem Kopfbereich 31. Ein Endbereich 31 a des Kopfbereichs 31 weist ein Innensechsrundprofil 34 auf. Der Endbereich 31a hat einen ersten Außendurchmesser. Ein Mittelbereich 31b des Kopfbereichs 31 weist einen inneren Aufnahmebereich 32 auf. Der Mittelbereich 31b hat einen zweiten Außendurchmesser, der geringer ist als der erste Außendurchmesser des Endbereichs 31a. Beispielsweise kann dadurch das Innensechsrundprofil 34 oder im Allgemeinen ein Innenantriebsprofil 14 mit einem Durchmesser bereitgestellt werden, der größer ist als der Außendurchmesser des Mittelbereichs 31b. Beispielsweise kann somit eine verbesserte Kraftübertragung auf die Schraubhülse 30 erreicht werden. 3b zeigt eine Schraubhülse 35, die ähnlich zur Schraubhülse 10 ausgebildet ist. Ein Innenantriebsprofil der Schraubhülse 35 ist dabei als Innensechskantprofil 36 ausgebildet. 3a and 3b show alternative embodiments of the electrically conductive screw sleeve. 3a shows a screw sleeve 30th with a head area 31 . An end area 31 a of the head area 31 has a hexagon socket profile 34 on. The end area 31a has a first outside diameter. A mid-range 31b of the head area 31 has an inner receiving area 32 on. The middle section 31b has a second outer diameter that is less than the first outer diameter of the end region 31a . For example, the hexagon socket profile 34 or generally an internal drive profile 14 be provided with a diameter that is larger than the outer diameter of the central region 31b . For example, an improved transmission of force to the screw sleeve can thus be achieved 30th can be achieved. 3b shows a screw sleeve 35 that are similar to the screw sleeve 10th is trained. An internal drive profile of the screw sleeve 35 is a hexagon socket profile 36 educated.

Beispielsweise können weitere Ausführungsformen erfindungsgemäßer elektrisch leitfähiger Schraubhülsen unter variabler Gestaltung von zumindest einem von Außendurchmesser der Schraubhülse, Materialauswahl, Baulänge oder Höhe, Gewindegröße oder Ausführung (metrisch/selbstfurchend), Gewindetiefe und Länge, Ausführung der Gewinde außen und/oder innen (bspw. Verwendung von Muttersperrgewinde/VarioLock/SelfLock etc.), und Innenkraftantrieb sowie dessen Dimensionierung bereitgestellt werden.For example, further embodiments of electrically conductive screw sleeves according to the invention can be designed with a variable design of at least one of the outer diameter of the screw sleeve, material selection, overall length or height, thread size or design (metric / self-tapping), thread depth and length, design of the threads outside and / or inside (e.g. use nut lock thread / VarioLock / SelfLock etc.), and internal power drive and its dimensions.

Anhand der 4a bis 7c wird beispielhaft ein erfindungsgemäßes Verfahren erläutert, das ein Verbinden eines elektrischen Leiters, z.B. einer Stromschiene, mit einem Hochstrom-Bauteil, z.B. einem Transistor, IGBT oder Transistor-Modul oder Halbleiter-Modul mit einer Vielzahl von Transistoren, unter Verwendung einer elektrisch leitfähigen Schraubhülse ermöglicht.Based on 4a to 7c a method according to the invention is explained by way of example, which enables an electrical conductor, for example a busbar, to be connected to a high-current component, for example a transistor, IGBT or transistor module or semiconductor module with a large number of transistors, using an electrically conductive screw sleeve .

Die 4a und 4b zeigen ein Beispiel eines Montageteils 40 zum Anbringen einer elektrisch leitfähigen Schraubhülse in Schrägansicht und Querschnittsansicht. Das Montageteil 40 weist einen elektrischen Anschluss 41 auf, in dem ein Innengewinde 42 ausgebildet ist. Beispielsweise umfasst eine Mutter 43 oder Gewindemutter 43 den elektrischen Anschluss 41 und das Innengewinde 42. Die Mutter 43 ist von einem Material des Montageteils 40 bis auf die Öffnung zum Innengewinde 42 vollkommen umschlossen. Mit anderen Worten stellt das Montageteil 40 einen (teil-)abgeschlossenen Raum bereit, der lediglich eine Öffnung zum Montieren eines Verbindungselementes an den elektrischen Anschluss 41 am Eingang zum Gewinde 42 aufweist.The 4a and 4b show an example of a mounting part 40 for attaching an electrically conductive screw sleeve in oblique view and cross-sectional view. The assembly part 40 has an electrical connection 41 on in which an internal thread 42 is trained. For example, includes a mother 43 or threaded nut 43 the electrical connection 41 and the internal thread 42 . The mother 43 is of a material of the assembly part 40 except for the opening to the internal thread 42 completely enclosed. In other words, the assembly part 40 a (partially) closed space ready, which is only an opening for mounting a connecting element to the electrical connection 41 at the entrance to the thread 42 having.

Die 5a und 5b zeigen das Montageteil 40 nach Bestücken mit einem Sensor 50, beispielsweise einem Stromsensor, in Schrägansicht und Querschnittsansicht. Der Sensor 50 kann oberhalb des elektrischen Anschlusses 41 so angebracht werden, dass eine Öffnung 51 des Sensors 50 einen Zugriff auf den elektrischen Anschluss 41 ermöglicht. Die Öffnung 51 weist einen Öffnungsdurchmesser 52 auf, der zumindest größer ist als ein Durchmesser des Innengewinde 42 der Mutter 43. Beispielsweise zeigen 5a und 5b eine komplett vormontierte Baugruppe, an die ein elektrisches Verbindungselement angebracht werden soll.The 5a and 5b show the assembly part 40 after equipping with a sensor 50 , for example a current sensor, in oblique view and cross-sectional view. The sensor 50 can be above the electrical connection 41 be attached so that an opening 51 of the sensor 50 access to the electrical connection 41 enables. The opening 51 has an opening diameter 52 that is at least larger than a diameter of the internal thread 42 mother 43 . For example, show 5a and 5b a completely pre-assembled assembly to which an electrical connection element is to be attached.

Verfahrensgemäß wird dazu eine Schraubhülse 10 zum Verbinden mit dem elektrischen Anschluss 41 durch die Öffnung 51 des Sensors 50 hindurchgeführt oder eingesteckt und in die Mutter 43 des Montageteils 40 eingeschraubt, sodass zwischen dem Innengewinde 42 und dem Schraubbereich der Schraubhülse 10 eine Schraubverbindung besteht. Entsprechend zeigen 6a und 6b das bestückte Montageteil 40 mit eingeschraubter elektrisch leitfähiger Schraubhülse 10 in Schrägansicht und Querschnittsansicht. Der Durchmesser 52 des Sensors 50 ist dabei größer gewählt als ein Außendurchmesser des Kopfbereiches der Schraubhülse 10, sodass zwischen dem Sensor 50 und der Schraubhülse 10 ein Mindestabstand 60 gewährleistet ist. Beispielsweise berührt die Schraubhülse aufgrund des Mindestabstands 60 auch bei einem Ruckeln des Montageteils 40 nicht den Sensor 50.According to the method, a screw sleeve is used 10th for connection to the electrical connection 41 through the opening 51 of the sensor 50 passed through or inserted and into the mother 43 of the assembly part 40 screwed in so that between the internal thread 42 and the screw area of the screw sleeve 10th there is a screw connection. Show accordingly 6a and 6b the assembled assembly part 40 with screwed in electrically conductive screw sleeve 10th in oblique view and cross-sectional view. The diameter 52 of the sensor 50 is chosen larger than an outer diameter of the head region of the screw sleeve 10th so that between the sensor 50 and the screw sleeve 10th a minimum distance 60 is guaranteed. For example, the screw sleeve touches due to the minimum distance 60 even if the assembly part jerks 40 not the sensor 50 .

Durch das Einschrauben der elektrisch leitfähigen Schraubhülse an den elektrischen Anschluss 41 ist die Schraubhülse 10 z.B. selbst-zentriert in der Öffnung 51 des Sensors 50 angeordnet, sodass entlang des Außenumfangs des Kopfbereichs der Schraubhülse 10 der Mindestabstand 60 zum Sensor 50 eingehalten werden kann.By screwing the electrically conductive screw sleeve onto the electrical connection 41 is the screw sleeve 10th eg self-centered in the opening 51 of the sensor 50 arranged so that along the outer circumference of the head region of the screw sleeve 10th the minimum distance 60 to the sensor 50 can be met.

Um verfahrensgemäß einen elektrischen Leiter mit dem elektrischen Anschluss 43 zu verbinden, wird eine Stromschiene 70 (vergleiche 7a bis 7c) auf dem Kopfbereich der Schraubhülse 10 positioniert und mit einem Verbindungselement 71, beispielsweise einem Bolzen oder einer Schraube, mit der Schraubhülse verbunden. Eine Schraube 71 kann durch eine Öffnung der Stromschiene 70 in den inneren Aufnahmebereich 12 der Schraubhülse 10 eingeschraubt werden, um die Stromschiene 70 auf die Schraubhülse 10 zu drücken. Durch das elektrische Verbinden der Stromschiene 70 mit dem elektrischen Anschluss 41 mittels der Schraubhülse 10 kann ein elektrisches System mit einem elektrischen Bauteil, das mit einer Stromschiene elektrisch leitend verbunden ist, bereitgestellt werden.According to the procedure, an electrical conductor with the electrical connection 43 to connect, becomes a power rail 70 (compare 7a to 7c ) on the head area of the screw sleeve 10th positioned and with a connecting element 71 , for example a bolt or a screw, connected to the screw sleeve. A screw 71 can by opening the busbar 70 in the inner recording area 12th the screw sleeve 10th to be screwed to the power rail 70 on the screw sleeve 10th to press. By electrically connecting the busbar 70 with the electrical connection 41 by means of the screw sleeve 10th can be provided an electrical system with an electrical component that is electrically conductively connected to a busbar.

7a bis 7c zeigen entsprechend ein Beispiel eines elektrischen Systems 100 mit einer elektrisch leitfähigen Schraubhülse 10 und einem elektrischen Hochstrom-Bauteil 80 in unterschiedlichen Perspektiven. Das elektrische System 100 stellt die Stromschiene 70 bereit, die elektrisch mit der Schraubhülse 10 verbunden ist, wobei die Schraubhülse 10 elektrisch mit dem elektrischen Anschluss 41 verbunden ist. Dabei umfasst das elektrische Hochstrom-Bauteil 80 den elektrischen Anschluss 41 und das Montageteil 40. 7a to 7c accordingly show an example of an electrical system 100 with an electrically conductive screw sleeve 10th and a high-current electrical component 80 in different perspectives. The electrical system 100 puts the busbar 70 ready the electrically with the screw sleeve 10th is connected, the screw sleeve 10th electrically with the electrical connection 41 connected is. The electrical high-current component comprises 80 the electrical connection 41 and the assembly part 40 .

Das elektrische System 100 kann beispielsweise in elektrischen Antriebssystemen, zum Beispiel in Elektrofahrzeugen oder Kraftfahrzeugen mit elektrifiziertem Antrieb, eingesetzt werden. Das elektrische System kann mittels der elektrisch leitfähigen Schraubhülse eine Verbindung zwischen einem Wechselrichter und einem elektrischen Antrieb bereitstellen. Beispielsweise ist aufgrund der Bauform des Hochstrom-Bauteils und des Stromsensors 50 keine Verwendung von Verbindungsbolzen möglich. Zwischen dem elektrischen Ausgang des Hochstrom-Bauteils und der Stromschiene 70 können beispielsweise in einem Betriebsmodus Ströme von mehr als 20 A, mehr als 50 A, mehr als 100 A oder mehr als 200 A und/oder von weniger als 1000 A oder weniger als 500 A fließen. Die Schraubhülse 10 ist aufgrund einer Dimensionierung des elektrisch aktiven Querschnitts und/oder des verwendeten Materials dazu ausgebildet, entsprechende Ströme mit vernachlässigbarer Verlustleistung leiten zu können.The electrical system 100 can be used, for example, in electrical drive systems, for example in electric vehicles or motor vehicles with an electrified drive. The electrical system can provide a connection between an inverter and an electrical drive by means of the electrically conductive screw sleeve. For example, due to the design of the high-current component and the current sensor 50 connecting bolts cannot be used. Between the electrical output of the high-current component and the busbar 70 For example, currents of more than 20 A, more than 50 A, more than 100 A or more than 200 A and / or less than 1000 A or less than 500 A can flow in an operating mode. The screw sleeve 10th is designed due to a dimensioning of the electrically active cross section and / or the material used to be able to conduct corresponding currents with negligible power loss.

Die Erfindung zeigt eine zylindrische Schraubhülse, Stromhülse oder Steckhülse mit einer besonderen Form, welche nach der Montage der kompletten Baugruppe ohne zusätzliche Anbauteile zur Arretierung oder zum Verbau in abgeschlossenen Bauräumen ohne störende Überstände eingebaut werden kann. Diese Steck/-Kontakthülse weist einen schraubenförmigen Kopf auf. Dies kann im Vergleich zu bekannten Hülsen vorteilhaft sein, weil dadurch bei der Montage keine negativen Überstände zur Befestigung im Produktionsprozess auftreten und dadurch die Montage wie bei einer Schraube erfolgen kann.The invention shows a cylindrical screw sleeve, current sleeve or receptacle with a special shape, which can be installed after assembly of the entire assembly without additional attachments for locking or for installation in closed spaces without disturbing protrusions. This plug / contact sleeve has a helical head. This can be advantageous compared to known sleeves, because this means that there are no negative protrusions for fastening in the production process during assembly and thus assembly can be carried out like a screw.

Des Weiteren wird durch die Erfindung die Flexibilität gegeben, den Außendurchmesser der Steckhülse unabhängig zur Befestigung gestalten zu können. Auch kann die Befestigung von Anbauteilen durch flexible Gestaltung des Inneren (z.B. des inneren Aufnahmebereichs) flexibel ausgeführt werden, etwa durch eine metrische Verbindung sowie durch selbstfurchende Elemente.Furthermore, the invention gives the flexibility to be able to design the outer diameter of the receptacle independently for fastening. The attachment of attachments can also be carried out flexibly by flexibly designing the interior (e.g. the inner receiving area), for example by means of a metric connection and self-tapping elements.

Der Kraftantrieb (beispielsweise das Innenantriebsprofil) ist erfindungsgemäß ebenfalls variabel gestaltbar. Durch die diversen Herstellungsprozesse der Steckhülse durch Drehen oder Ziehpressen, können alle bekannten Innenkraftantriebe wie Innensechskant, Innensechsrund, Vierkant etc. eingebracht werden.The power drive (for example the internal drive profile) can also be configured variably according to the invention. Due to the various manufacturing processes of the receptacle by turning or drawing presses, all known internal power drives such as hexagon socket, hexagon socket, square, etc. can be inserted.

Durch die abgeschlossenen Räume bei der Verschraubung, werden auftretende Spanbildungen vermieden oder reduziert, bzw. auftretende Späne werden eingeschlossen und führen z.B. zu keiner Verschmutzung oder Kurzschlüssen, welche bei Verwendung von offener oder unlackierter/nicht isolierter Elektronik oder elektronischen Bauteilen mit engen Leiterbahnabständen andernfalls auftreten könnten.The enclosed spaces during the screw connection prevent or reduce the formation of chips, or the occurrence of swarf and lead e.g. no contamination or short-circuits, which could otherwise occur when using open or unpainted / non-insulated electronics or electronic components with narrow interconnect spacings.

Nachteile, die durch die Erfindung vermieden werden können sind insbesondere das Vermeiden von zwischenliegenden Montageschritten bei der Bestückung kompletter Baugruppen mit elektrischen Verbindungselementen an automatisierten Montagelinien und/oder das Vermeiden von außenliegenden Kraftangriffen, die zum Erzeugen von leitenden Partikeln führen können.Disadvantages that can be avoided by the invention are in particular the avoidance of intermediate assembly steps when assembling complete assemblies with electrical connecting elements on automated assembly lines and / or the avoidance of external force attacks that can lead to the generation of conductive particles.

Die erfindungsgemäße Schraubhülse stellt ein elektrisches Verbindungselement bereit, das einfach montiert werden kann und einen zuverlässigen Hochstromkontakt auch an schwer zugänglichen elektrischen Anschlüssen und in System mit hohen Bauraumbschränkungen ermöglichen kann.The screw sleeve according to the invention provides an electrical connecting element that can be easily installed and can enable a reliable high-current contact even on electrical connections that are difficult to access and in systems with high installation space restrictions.

BezugszeichenlisteReference list

1010th
SchraubhülseScrew sleeve
1111
KopfbereichHead area
1212th
innerer Aufnahmebereichinner recording area
1313
SchraubbereichScrewing range
1414
InnenantriebsprofilInternal drive profile
2020th
erste Höhefirst height
2121
zweite Höhesecond height
2222
AußengewindeExternal thread
2323
Innengewindeinner thread
3030th
 Schraubhülse (mit Innensechsrundprofil)Screw sleeve (with hexagon socket profile)
3131
KopfbereichHead area
31a31a
Endbereich des KopfbereichsEnd area of the head area
31b31b
MittelbereichMiddle range
3232
AufnahmebereichRecording area
3434
InnensechsrundprofilHexagon socket profile
3535
  Schraubhülse (mit Innensechskantprofil)Screw sleeve (with hexagon socket profile)
3636
InnensechskantprofilHexagon socket profile
4040
MontageteilAssembly part
4141
elektrischer Anschlusselectrical connection
4242
Innengewindeinner thread
4343
Muttermother
5050
Sensorsensor
5151
Öffnungopening
5252
ÖffnungsdurchmesserOpening diameter
6060
MindestabstandMinimum distance
7070
StromschieneTrack
7171
VerbindungselementFastener
8080
Hochstrom-BauteilHigh current component
100100
elektrisches Systemelectrical system

Claims (10)

Eine elektrisch leitfähige Schraubhülse (10), umfassend: einen Kopfbereich (11) mit einem Innenantriebsprofil (14) zum Schrauben der Schraubhülse (10); einen inneren Aufnahmebereich (12), der sich durch das Innenantriebsprofil (14) hindurch in die Schraubhülse (10) erstreckt und ausgebildet ist, ein Verbindungselement (71) aufzunehmen; und einen Schraubbereich (13), wobei sich der Schraubbereich (13) von einem dem Kopfbereich (11) gegenüberliegenden Ende der Schraubhülse (10) ausgehend zumindest über einen Teilbereich der Schraubhülse (10) erstreckt, wobei durch das Innenantriebsprofil (14) und den Schraubbereich (13) eine Schraubmontage der Schraubhülse (10) ermöglicht ist.An electrically conductive screw sleeve (10) comprising: a head region (11) with an internal drive profile (14) for screwing the screw sleeve (10); an inner receiving area (12) which extends through the inner drive profile (14) into the screw sleeve (10) and is designed to receive a connecting element (71); and a screw area (13), the screw area (13) extending from an end of the screw sleeve (10) opposite the head area (11) at least over a partial area of the screw sleeve (10), wherein the internal drive profile (14) and the screw region (13) enable screw mounting of the screw sleeve (10). Die Schraubhülse (10) gemäß Anspruch 1, wobei der Schraubbereich (13) ein Außengewinde (22) aufweist.The screw sleeve (10) according to Claim 1 , wherein the screw region (13) has an external thread (22). Die Schraubhülse (10) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der innere Aufnahmebereich (12) ein Innengewinde (23) aufweist.The screw sleeve (10) according to Claim 1 or 2nd , wherein the inner receiving area (12) has an internal thread (23). Die Schraubhülse (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Länge des Schraubbereichs (13) kleiner ist, als eine Länge des Kopfbereichs (11).The screw sleeve (10) according to any one of the preceding claims, wherein a length of the screw portion (13) is less than a length of the head portion (11). Die Schraubhülse (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der innere Aufnahmebereich (12) einen gegenüber einem Außendurchmesser des Schraubbereichs (13) abweichenden Durchmesser aufweist.The screw sleeve (10) according to any one of the preceding claims, wherein the inner receiving region (12) has a diameter which differs from an outer diameter of the screw region (13). Die Schraubhülse (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich der innere Aufnahmebereich (12) ausschließlich innerhalb des Kopfbereichs (11) der Schraubhülse (10) erstreckt oder sich durch den Kopfbereich (11) hindurch in den Schraubbereich (13) hinein erstreckt, sodass der innere Aufnahmebereich (12) zumindest auch in einem Teilbereich des Schraubbereichs (13) ausgebildet ist.The screw sleeve (10) according to one of the preceding claims, wherein the inner receiving area (12) extends exclusively within the head area (11) of the screw sleeve (10) or extends through the head area (11) into the screw area (13), so that the inner receiving area (12) is at least also formed in a partial area of the screw area (13). Die Schraubhülse (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, wobei ein Außendurchmesser des Kopfbereichs (11) größer ist als ein Außendurchmesser des Schraubbereichs (13).The screw sleeve (10) according to one of the preceding Claims 1 to 5 , wherein an outer diameter of the head region (11) is larger than an outer diameter of the screw region (13). Die Schraubhülse (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Innenantriebsprofil (14) einen Innensechsrundprofil (34) oder einen Innensechskantprofil (36) umfasst.The screw sleeve (10) according to any one of the preceding claims, wherein the inner drive profile (14) comprises a hexagon socket profile (34) or an hexagon socket profile (36). Elektrisches System (100) mit einem elektrischen Hochstrom-Bauteil (80), das mit einer Stromschiene (70) elektrisch leitend verbunden ist, das elektrische System (100) ferner umfassend eine Schraubhülse (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schraubhülse (10) mit einem elektrischen Anschluss (41) des elektrischen Hochstrom-Bauteils (80) mittels einer Schraubverbindung elektrisch leitfähig verbunden ist; und wobei die Stromschiene (70) mittels eines Verbindungselementes (71) an der Schraubhülse (10) angebracht und mit dieser elektrisch leitfähig verbunden ist, wobei das Verbindungselement (71) durch eine Ausnehmung der Stromschiene (70) hindurch in den inneren Aufnahmebereich (12) der Schraubhülse (10) eingreifend mit dem inneren Aufnahmebereich (12) mechanisch verbunden ist.Electrical system (100) with an electrical high-current component (80), which is electrically conductively connected to a busbar (70), further comprising the electrical system (100) a screw sleeve (10) according to one of the preceding claims, wherein the screw sleeve (10) is electrically conductively connected to an electrical connection (41) of the electrical high-current component (80) by means of a screw connection; and wherein the busbar (70) is attached to the screw sleeve (10) by means of a connecting element (71) and is connected to it in an electrically conductive manner, the connecting element (71) being passed through a recess in the busbar (70) into the inner receiving region (12) of the Screw sleeve (10) engaging with the inner receiving area (12) is mechanically connected. Verfahren zum elektrischen Verbinden eines elektrischen Leiters (70) mit einem elektrischen Bauteil (80), das Verfahren umfassend: Anschrauben einer elektrisch leitfähigen Schraubhülse (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 an einen Anschluss (41) des elektrischen Bauteils (80) unter Verwendung eines Innenantriebprofils (14) der Schraubhülse (10) zum mechanischen und elektrischen Verbinden der Schraubhülse (10) mit dem Anschluss (41); und Verbinden des elektrischen Leiters (70) mit der Schraubhülse (10) unter Verwendung eines Verbindungselementes (71), das durch den elektrischen Leiter (70) und das Innenantriebsprofil (14) durchgeführt und in einen inneren, sich an das Innenantriebprofil (14) anschließenden Aufnahmebereich (12) eingeführt wird, um den elektrischen Leiter (70) mit der Schraubhülse (10) mechanisch und elektrisch zu verbinden.A method for electrically connecting an electrical conductor (70) to an electrical component (80), the method comprising: screwing on an electrically conductive screw sleeve (10) according to one of the Claims 1 to 8th to a connection (41) of the electrical component (80) using an internal drive profile (14) of the screw sleeve (10) for the mechanical and electrical connection of the screw sleeve (10) to the connection (41); and connecting the electrical conductor (70) to the screw sleeve (10) using a connecting element (71) which is passed through the electrical conductor (70) and the internal drive profile (14) and into an inner connection which adjoins the internal drive profile (14) Receiving area (12) is inserted to mechanically and electrically connect the electrical conductor (70) with the screw sleeve (10).
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