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Die Erfindung befasst sich mit einem berührgeschützten Drehkontakt. Ein Kontakt gemäß dem Oberbegriff des ersten Patentanspruchs, ist aus der
US 10,205,274 B2 bekannt.
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Insbesondere im Zusammenhang mit Hochvoltspeichern müssen spannungsführende Bauteil mit anderen spannungsführenden Bauteilen verbunden werden. Für diese Aufgabe werden elektrische Verbindungseinrichtungen mit einem Stecker- und einem Buchsenbauteil verwendet. Da diese beiden Bauteile spannungsführend sind kommt dem Berührschutz solcher Verbindungseinrichtungen besondere Bedeutung zu. Die
US 10,205,274 B2 befasst sich mit einer elektrischen Verbindungseinrichtung.
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Aus dem Stand der Technik ist es bekannt spannungsführende Teile eines Kontakts dadurch berühr zu schützen, dass diese mit einem elektrisch isolierenden Material überzogen werden. Es ist eine Aufgabe der Erfindung einen berührgeschützten Drehkontakt anzugeben, der gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Betriebseigenschaften aufweist.
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Diese Aufgabe wird durch einen berührgeschützten Drehkontakt gemäß Patentanspruch 1 gelöst, sowie durch einen berührgeschützte Kontakteinrichtung gemäß Patentanspruch 11; zu bevorzugende Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
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Im Sinn der Erfindung ist unter einem berührgeschützten Drehkontakt ein Teil einer trennbaren, zweiteiligen elektrischen Verbindung zu verstehen, welchen als ein sogenanntes Steckerbauteil, den berührgeschützten Drehkontakt aufweist. Ein solcher berührgeschützter Drehkontakt weist eine Stromschiene auf, welche zum Leiten von elektrischen Strom eingerichtet ist.
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Weiter weist der berührgeschützte Drehkontakt eine Verbindungsschraube auf, welche zum sicheren Verbinden des berührgeschützten Drehkontakts mit einem Gegenstück (zweites Bauteil der elektrischen Verbindung) eingerichtet ist. Vorzugsweise weist die Verbindungsschraube einen Gewindeabschnitt und einen Befestigungsabschnitt auf, wobei der Gewindeabschnitt vorzugsweise ein Aussengewinde aufweist und zum Einschrauben in ein Mutterngewinde an einem Gegenstück eingerichtet ist. Der Befestigungsabschnitt ist vorzugsweise zum Aufbringen eines Drehmoments auf die Verbindungsschraube eingerichtet, insbesondere ist der Befestigungsabschnitt als Schraubenkopf ausgebildet und der Gewindeabschnitt als damit, vorzugsweise einstückig, verbundener Gewindebolzen. Vorzugsweise weist die Verbindungsschrauben als einen Bestandteil einen metallischen Werkstoff auf, vorzugsweise einen Stahlwerkstoff und weiter vorzugsweise besteht der Befestigungsabschnitt und der Gewindeabschnitt aus diesem Werkstoff.
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Zum Kontaktieren des Gegenstücks und damit zum Herstellen einer elektrisch leitenden Verbindung mit diesem, weist der berührgeschützte Drehkontakt einen Übertragungskragen auf. Der Übertragungskragen ist vorzugsweise elektrisch leitend mit der Stromschiene verbunden und bevorzugt stoffschlüssig mit dieser verbunden und weiter vorzugsweise einstückig mit dieser ausgebildet. Weiter vorzugsweise ist der Übertragungskragen als einzige oder wenigstens im Wesentlichen als einzige Übertragungseinrichtung von elektrischem Strom auf ein Gegenstück eingerichtet.
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Weiter weist die Stromschiene eine Stromschienenausnehmung auf, durch welche hindurch sich die Verbindungsschraube entlang einer Verbindungsachse in Verbindungsrichtung erstreckt. Bildlich gesprochen ist unter der Verbindungsrichtung vorzugsweise die Richtung zu verstehen, in welcher der berührgeschützte Drehkontakt bewegt wird um mit dem Gegenstück eine elektrische Verbindung auszubilden. Weiter vorzugsweise kann als Verbindungsachse eine Symmetrieachse der Verbdingungsschraube verstanden werden um welche diese zum Einschrauben in ein Gegenstück gedreht wird. Vorzugsweise ist unter der Stromschienenausnehmung ein Loch und bevorzugt eine Bohrung in der Stromschiene zu verstehen. Vorzugsweise erstreckt sich die Verbindungsschraube von einer ersten Seite der Stromschiene auf eine zweite Seite dieser, wobei die erste Seite der Stromschiene demnach als eine Oberseite und die zweite Seite als eine Unterseite aufzufassen ist, wobei vorzugsweise der Übertragungskragen an der zweiten Seite der Stromschiene angeordnet ist. Bildlich liegt der Schraubenkopf der Verbindungsschraube vorzugsweise auf der ersten Seite der Stromschiene auf und diese erstreckt sich durch die Stromschienenausnehmung durch die Stromschiene hindurch in Richtung der Verbindungsachse, also insbesondere in Richtung zu einem Gegenstück.
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Weiter vorzugsweise umgibt der Übertragungskragen die Verbindungsschraube in Bezug auf die Verbindungsachse wenigstens abschnittsweise. Weiter vorzugsweise bildet der Übertragungskragen eine vollständig um die Verbindungsschraube umlaufenden ringförmigen Zylinder, welcher radial beabstandet zur Verbindungsschraube angeordnet ist und sich in Verbindungsrichtung erstreckt.
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Im Sinn der Erfindung ist unter dem Übertragungskragen der Abschnitt des berührgeschützten Drehkontakts zu verstehen, welcher zum Ausbilden einer elektrisch leitenden Verbindung mit dem Gegenstück eingerichtet ist und vorzugsweise ist der Übertragungskragen zum Leiten von Strom von der Stromschiene zudem vom berührgeschützten Drehkontakt zu kontaktierenden Bauteil (Gegenstück) eingerichtet, sogenannter Strompfad. Weiter sind die Stromschiene und der Übertragungskragen und vorzugsweise damit auch die Verbindungschraube von einem Hauptberührschutz umgeben.
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Im Sinn der Erfindung ist unter dem Hauptberührschutz eine Einrichtung zu verstehen, welche spannungsführende Teile des berührgeschützten Drehkontakts bedeckt, vorzugsweise eine elektrisch isolierende Wirkung hat und damit gegen eine gefährliche Berührung/Kontaktierung dieser Teile schützt. Vorzugsweise ist der Hauptberührschutz als ein ein- oder mehrteiliges Gehäuse zu verstehen, welches wenigstens die Stromschiene und die Verbindungsschraube wenigstens abschnittsweise umgibt. Vorzugsweise weist dieses Gehäuse als einen Bestandteil einen Kunststoff auf oder bevorzugt besteht dieses Gehäuse aus Kunststoff. Weiter vorzugsweise weist der Hauptberührschutz einen Haupt-Isolationskragen auf, welcher sich auf der zweiten Seite der Stromschiene in Verbindungsrichtung erstreckt und den Übertragungskragen wenigstens abschnittsweise oder vollständig von radial außen umgibt.
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Weiter vorzugsweise ist die Verbindungsschraube derart in der Stromschienenausnehmung angeordnet, dass diese von der Stromschiene wenigstens abschnittsweise oder vollständig in radialer Richtung umgeben, aber wenigstens teilweise oder vollständig in dieser radialen Richtung beabstandet zu dieser angeordnet ist. Vorzugsweise ist dieser Abstand in radialer Richtung vollständig oder wenigstens teilweise als Luftspalt ausgebildet und weiter vorzugsweise ist in diesem radialen Abstand ein elektrisch isolierendes Material angeordnet, insbesondere derart, dass eine Kontaktierung der Verbindungsschraube durch die Stromschiene im Bereich der Stromschienenausnehmung verhindert ist. Dabei ist radial im oben genannten Zusammenhang in Bezug auf die Verbindungsachse zu verstehen.
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Weiter ist in axialer Richtung, in Bezug auf die Verbindungsachse, zwischen der Verbindungsschraube und der Stromschiene ein sogenanntes Isolationselement angeordnet, welches dazu eingerichtet ist, die Verbindungsschraube gegenüber der Stromschiene in axialer Richtung (Richtung der Verbindungsachse) zu beabstanden und damit die Stromschiene gegenüber der Verbindungsschraube elektrisch zu isolieren. Insbesondere im Zusammenhang mit der zuvor beschriebenen Beabstandung der Verbindungsschraube von der Stromschiene in radialer Richtung, ist eine elektrische Verbindung zwischen der Verbindungsschraube und der Stromschiene verhindert, so dass die Verbindungsschraube gegenüber der Stromschiene elektrisch isoliert ist. Die Verbindungsschraube ist damit gefahrlos berührbar und eine sichere Montage und Demontage des berührgeschützten Drehkontakts ist damit ermöglicht.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Isolationselement, welches vorzugsweise in axialer Richtung zwischen der Stromschiene und der Verbindungsschraube abgeordnet ist, als einen Bestandteil einen Keramikwerkstoff auf oder besteht vorzugsweise aus diesem Keramikwerkstoff. Insbesondere Keramikwerkstoff weisen gute elektrische Isolationseigenschaften und eine hohe Steifigkeit auf, so dass die Verbindungsschraube sicher von der Stromschiene isoliert werden kann und nur ein geringer Setzbetrag für die mit der Verbindungsschraube auszubildende Schraubverbindung zu berücksichtigen ist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Isolationselement, welches vorzugsweise in axialer Richtung zwischen der Stromschiene und der Verbindungsschraube angeordnet ist, als einen Bestandteil einen Kunststoff auf oder besteht vorzugsweise aus diesem Kunststoff. Insbesondere Kunststoffe weisen gute elektrische Isolationseigenschaften und gute Verarbeitungseigenschaften auf, so dass die Verbindungsschraube sicher von der Stromschiene isoliert werden kann und das Isolationselement einfach herzustellen ist.
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In einer weiter bevorzugten Ausführungsform ist der Kunststoff, welcher wenigstens Bestandteil des Isolationselements ist oder aus dieses vorzugsweise besteht, ein faserverstärkter Kunststoff und besonders bevorzugt ein Glasfaserverstärkter Kunststoff. Vorzugsweise weist dieser Kunststoff als einen Bestandteil einen Duroplast auf, da insbesondere Duroplaste gegenüber anderen Kunststoffarten eine hohe Fließfestigkeit aufweisen. Vorzugsweise sind die Fasern in diesem Kunststoff wenigstens im Wesentlichen axial ausgerichtet (in Bezug auf die Verbindungsachse). Insbesondere mittels einer solchen Ausrichtung ist eine hohe axiale Steifigkeit des Isolationselements erreichbar. Vorzugsweise sind die Fasern in diesem Kunststoff wenigstens im Wesentlichen radial um die Verbindungsachse ausgerichtet. Insbesondere mit einer derartigen Ausrichtung ist ein Fliesen des faserverstärkten Kunststoff behindert und ein geringes setzten des Isolationselements ist so erreichbar. In einer weiter bevorzugten Ausführungsform sind die Fasern in diesem Kunststoff multidirektional ausgerichtet. Insbesondere mit einer solchen Ausrichtung der Fasern sind eine ausreichende Steifigkeit und ein geringes Fliesen dieses Kunststoffs erreichbar. Weiter vorzugsweise ist dieser Kunststoff ein sogenanntes Hochdrucklaminat, welche auch als sogenannte Schichtpressstoffe auf Basis von Epoxidharz (also einem Duroplast) und Glasgewebe (also Fasern) bekannt sind. Weiter vorzugsweise kann das Isolationselement mittels eines Schneide- oder Stanzvorgangs aus einem plattartig ausgebildeten Kunststoff gewonnen werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Isolationselement als eine Ring-Scheibe ausgebildet, welche eine Ausnehmungen aufweist, durch welche die Verbindungsschraube ragt. Weiter vorzugsweise ist diese Ring-Scheibe mit einem Kunststoff der zuvor beschriebenen Art beschichtet oder besteht zu mindestens abschnittsweise aus diesem. Insbesondere ein Isolationselement in dieser Form ist einfach herstellbar. Weiter vorzugsweise ist Isolationselement, insbesondere die Ring-Scheibe, verliersicher auf der Verbindungsschraube aufgenommen, insbesondere durch einen sogenannten „Aufroll“-Prozess ist eine solche verliersichere Aufnahme ermöglicht. Weiter vorzugsweise ist auch die Federeinrichtung, insbesondere die eine oder mehreren Tellerfeder, verliersicher auf der Verbindungsschraube aufgenommen.
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In einer weiter bevorzugten Ausführungsform weist das Isolationselement einen Scheiben-Isolationskragen auf, welcher sich radial, wenigstens abschnittsweise um die Verbindungsachse und damit auch um die Verbindungsschraube herum erstreckt oder welcher sich bevorzugt radial vollständig um die Verbindungsschraube herum erstreckt. Weiter vorzugsweise erstreckt sich dieser Scheiben-Isolationskragen in axialer Richtung teilweise oder vollständig im Bereich der Stromschienenausnehmung. Und weiter vorzugsweise ist dieser Scheiben-Isolationskragen in radialer Richtung zwischen der Stromschiene und der Verbindungsschraube in der Stromschienenausnehmung angeordnet. Vorzugsweise ist der Scheiben-Isolationskragen einstückig mit der Ring-Scheibe ausgebildet und bildet so gemeinsam mit dieser das Isolationselement. Vorzugsweise sind die Ring-Scheibe und der Scheiben-Isolationskragen aus dem gleichen Werkstoff hergestellt und bevorzugt bestehen dies aus unterschiedlichen Werkstoffen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Scheiben-Isolationskragen in die Stromschiene, insbesondere die Stromschienenausnehmung, eingepresst und bildet mit dieser eine Presspassung aus. Insbesondere ist der Scheiben-Isolationskragen am Isolationselement derart ausgebildet, dass die Verbindungsschraube durch das Isolationselement sicher von der Stromschiene beabstandet und damit elektrisch isoliert gegenüber dieser ist.
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In einer bevorzugt Ausführungsform weist die Verbindungsschraube eine Schraubenabdeckung auf, insbesondere ist diese zur elektrischen Isolation der Verbdingungsschraube, bevorzugt des Befestigungsabschnitts der Verbindungsschraube, gegenüber der Umwelt eingerichtet. Vorzugsweise bedeckt diese Schraubenabdeckung den Befestigungsabschnitt, vorzugsweise unmittelbar, wenigstens abschnittsweise und isoliert diesen dabei elektrisch gegenüber den Befestigungsabschnitt umgebende Umwelt. Vorzugsweise ist die Schraubenabdeckung als Überzug beziehungsweise Beschichtung der Verbindungsschraube ausgestaltet und weiter vorzugsweise als Abdeckung welche vorzugsweise form- oder stoffschlüssig an der Verbindungsschraube anbringbar ist. Weiter vorzugsweise weist der Hauptberührschutz einen zweiten Haupt-Isolationskragen auf. Vorzugsweise ist dieser zweite Haupt-Isolationskragen auf der ersten Seite der Stromschiene angeordnet. Weiter vorzugsweise umgibt dieser zweite Haupt-Isolationskragen in Bezug auf die Verbindungsachse den Befestigungsabschnitt, wenigstens abschnittsweise oder bevorzugt vollständig in radialer Richtung um die Verbindungsachse. Weiter vorzugsweise erstreckt sich der zweite Haupt-Isolationskragen entgegen der Verbindungsrichtung, vorzugsweise wenigstens im Wesentlichen ausgehend von der ersten Seite der Stromschiene, in axialer Richtung auf der ersten Seite der Stromschiene. Der zweite Haupt-Isolationskragen bildet damit insbesondere einen weiteren Berührschutz um den Befestigungsabschnitt der Verbindungsschraube herum. Insbesondere mittels einer solchen Ausgestaltung der Erfindung ist ein besonders sicherer Berührschutz erreichbar.
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In einer bevorzugt Ausführungsform der Erfindung bilden die Verbindungsschraube, insbesondere der Befestigungsabschnitt mit Schraubenabdeckung, und der zweite Haupt-Isolationskragen eine Führung aus, insbesondere in radialer Richtung in Bezug auf die Verbindungsachse. Insbesondere mittels einer solchen Führung ist die Verbindungsschraube in radialer Richtung der Art sicher geführt, dass ein Mindestabstand der Verbindungsschaube in der Stromschienenausnehmung zur Stromschiene sichergestellt ist. , Insbesondere dadurch, dass zwischen der Stromschiene und der Verbindungsschraube in radialer Richtung in Bezug auf die Verbindungsachse ein Mindestabstand gewährleistet ist, wird kein elektrischer Strom von der Stromschiene in diesem Bereich auf die Verbindungsschraube übertragen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Stromschienenausnehmung oder der Übertragungskraken oder beide, jeweils an einer der Verbindungsschraube zugewandten Oberfläche wenigstens abschnittsweise oder vorzugsweise vollständig elektrisch isolierend beschichtet oder vorzugsweise abgedeckt. Insbesondere da die Stromschiene und mit dieser der Übertragungskraken ein anderen elektrisches Potential aufweisen als die gegenüber diesen elektrisch isolierte Verbindungsschraube kann sich zwischen diesen, bei Unterschreitung eines Mindestabstands ein Funkenüberschlag ergeben, insbesondere durch die vorgeschlagene Beschichtung oder Abdeckung wird das Risiko für einen solchen vermindert oder dieser wird vollständig verhindert. Insbesondere mittels einer solchen Ausgestaltung ist die Isolation der Verbindungsschaube verbessert.
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In einer bevorzugt Ausführungsform ist eine Federeinrichtung vorgesehen. Vorzugsweise ist diese Federeinrichtung in axialer Richtung zwischen der Befestigungsschraube und der Stromschiene angeordnet und soll einem Lösen der Verbindungsschraube entgegenwirken. Vorzugsweise ist das Isolationselement als sogenannte Tellerfeder ausgebildet, vorzugsweise als eine aus Kunststoff bestehende Tellerfeder oder bevorzugt als eine Kunststoffbeschichtung aufweisende Tellerfeder. Weiter vorzugsweise weist die Tellerfeder beziehungsweise die Federeinrichtung als einen Bestandteil einen metallischen Werkstoff auf, oder besteht aus diesem und weiter vorzugsweise ist dieser metallische Werkstoff ein Stahlwerkstoff und besonders bevorzugt ein Federstahl. Vorzugsweise ist die Federeinrichtung in axialer Richtung derart zwischen der Verbindungschraube, vorzugsweise zwischen dem Befestigungsabschnitt, und der Stromschiene angeordnet, dass bei einem Einschraubvorgang der Verbindungsschraube die Federeinrichtung gespannt wird und die Federeinrichtung einem Lösen der Verbindungsschraube mit einer Federkraft entgegenwirkt. Mit Federkraft beaufschlagte Schraubensicherungen als solche sind aus dem Stand der Technik bekannt, insbesondere als sogenannter Federring oder als Tellerfeder oder Tellerfederpaket. Insbesondere mit einer Federeinrichtung ist die Betriebssicherheit der Verbindungsschraube verbesserbar.
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Weiter ist eine Berührgeschützte elektrische Verbindung vorgeschlagen, welche als einen Bestandteil zum Ausbilden der elektrischen Verbindung eine berührgeschützten Drehkontakt in der zuvor beschriebenen Art aufweist. Diese elektrische Verbindung ist insbesondere zum Übertragen von elektrischem Strom von der Stromschiene zu einer Gegen-Stromschiene, welche ein Bestandteil eines Gegenstücks zum berührgeschützten Drehkontakt ist, eingerichtet. Weiter weist diese elektrische Verbindung demnach sowohl den berührgeschützten Drehkontakt, wie auch das Gegenstück zu diesem auf, so dass diese beiden Bestandteile eine elektrisch leitende Verbindung miteinander ausbilden. Vorzugsweise weist das Gegenstück einen Gegen-Übertragungskragen auf, welcher sich entgegen der Verbindungsrichtung, ausgehend von der Gegen-Stromschiene, in axialer Richtung erstreckt und wobei das Gegenstück eine Gegen-Mutter, welche als ein Bauteil mit einem Mutterngewinde zu verstehen ist, aufweist und wobei diese Gegen-Mutter mit der Verbindungsschraube eine Schraubverbindung ausbildet, mit welcher vorzugsweise der Gegen-Übertragungskragen und der Übertragungskragen gegeneinander verspannt sind.
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Der Gegen-Übertragungskragen ist vorzugsweise elektrisch leitend mit der Gegen-Stromschiene verbunden und bevorzugt stoffschlüssig mit dieser verbunden und weiter vorzugsweise einstückig mit dieser ausgebildet. Weiter vorzugsweise ist der Gegen-Übertragungskragen als einzige oder wenigstens im Wesentlichen als einzige Übertragungseinrichtung von elektrischem Strom auf die Stromschiene eingerichtet.
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Weiter ist diese Gegen-Mutter wenigstens abschnittsweise oder vorzugsweise vollständig, radial innerhalb des Gegen-Übertragungskragens angeordnet und erstreckt sich axial entgegen der Verbindungsrichtung. Weiter weist dieses Gegenstück einen Gegen-Hauptberührschutz auf, welcher die Gegen-Stromschiene und die Gegen-Mutter wenigstens abschnittsweise umgibt und in diesem Bereich elektrisch gegen die Umwelt isoliert und damit gegen ein unplanmäßiges Berühren sichert.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Gegen-Hauptberührschutz einen Gegen-Isolationskragen auf. Vorzugsweise ist dieser Gegen-Hauptberührschutz derart ausgebildet, dass der Gegen-Isolationskragen den Isolationskragen wenigstens abschnittsweise in radialer Richtung, in Bezug auf die Verbindungsachse, umgibt. Weiter vorzugsweise ist der Gegen-Isolationskragen radial beabstandet zur Gegen-Mutter angeordnet. Weiter vorzugsweise bilden der Isolationskragen und der Gegen-Isolationskragen eine Steckverbindung miteinander aus und weiter vorzugsweise eine Rastverbindung. Insbesondere durch das Ausbilden einer derartigen Verbindung wird der Berührgeschützte Drehkontakt und das Gegenstück beim Zusammenfügen zueinander Positioniert und somit ist der Herstellen einer Schraubverbindung zwischen der Verbindungsschraube und der Gegenmutter vereinfacht.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist an einem der Gegen-Stromschiene abgewandten, axialen Ende der Gegen-Mutter ein Gegen-Schutzelement angeordnet. Vorzugsweise weist dieses Gegen-Schutzelement als einen Bestandteil einen elektrisch isolierenden Werkstoff aufweist oder es besteht bevorzugt aus diesem. Bildlich gesprochen kann ein solches Gegen-Schutzelement als eine Art elektrische Isolationskappe der Gegen-Mutter, vorzugsweise als eine Kunststoffkappe, für die Gegen-Mutter aufgefasst werden, wobei diese Isolationskappe eine Ausnehmung aufweist, um das Einschrauben der Verbindungsschraube in die Gegen-Mutter zu ermöglichen. Insbesondere mit einem Gegen-Schutzelement kann ein weiterer Berührschutz gebildet werden und die Sicherheit der elektrischen Verbindung, insbesondere wenn deren Bestandteile noch nicht gefügt sind. kann somit weiter erhöht werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist dieser isolierende Werkstoff des Gegen-Schutzelements ein Kunststoff oder ein Keramikwerkstoff. Insbesondere derartige Werkstoffe haben sich als besonders geeignet erwiesen um eine elektrische Isolierung zu erzeugen.
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Bei einem berührgeschützten Drehkontakt der vorgeschlagenen Bauart, ist die Verbindungsschraube von den spannungsführenden Bauteilen elektrisch getrennt und kann daher, in Bezug auf die elektrische Isolation, besonders einfach ausgeführt sein. Insbesondere weist eine solche Verbindungsschraube keine elektrischen Isolationselemente an dem Befestigungsabschnitt gegenüberliegenden Ende auf oder vorzugsweise nur „schwache“ Isolationselemente, da die Verbindungsschraube gegenüber der den Berührgeschützten Drehkontakt umgebenden Umwelt nur ein „geringes“ elektrisches Potential aufweist, da diese mit dem Isolationselement von der Stromschiene getrennt ist. Bei einer solchen Ausführung kann damit insgesamt eine geringe Bauhöhe erreicht werden, da nicht notwendiger Weise eine Isolation an dem genannten axialen Ende der Verbindungsschraube vorgesehen sein muss.
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Weiter kann die Verbindungsschraube, insbesondere der Befestigungsabschnitt dieser ohne Isolationskappe ausgeführt sein, insbesondere wenn die Gegenstromschiene mit einem keiner elektrischen Spannungsquelle verbunden ist, so dass Kräfte zum Einschrauben der Verbindungsschraube unmittelbar auf den metallischen Schraubenkopf, sogenannter Befestigungsabschnitt der Verbindungsschraube, übertragen werden können und somit ist eine hohe Betriebssicherheit der Verbindungsschraube erreichbar. Vorzugsweise ist eine Isolationskappe auf der Verbindungsschraube vorgesehen, wenn sowohl die Stromschiene als auch die Gegenstromschiene zur Verbindung mit einer Spannungsquelle vorgesehen ist, insbesondere also wenn die vorgeschlagene elektrische Verbindung zur Verbindung mehrere Energiespeicherzellen oder mehrerer Akkumulatoren zu einem Hochvoltspeicher vorgesehen und eingerichtet ist.
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Nachfolgend ist die Erfindung sowie einzelne Merkmale dieser anhand der wenigstens teilweise schematisierten Figuren näher erläutert, dabei zeigt:
- 1: eine Schnittdarstellung der elektrischen Verbindung mit berührgeschütztem Drehkontakt,
- 2: Schnittdarstellungen unterschiedlicher Isolationselemente.
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In 1 ist eine Schnittdarstellung einer elektrisch leitenden Verbindung mittels eines berührgeschützten Drehkontakts 10 und eines Gegenstücks 20 dargestellt. Die Verbindungsschraube 2, welche mit der Gegen-Mutter 23 eine Schraubverbindung ausbildet, ist durch die Stromschienenausnehmung 5 entlang der Verbindungsachse 8 hindurchgeführt aber in radialer Richtung 12 von dieser beabstandet, wie der Zwischenraum 15 zeigt.
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Diese elektrisch leitende Verbindung ermöglicht eine Übertragung von elektrischem Strom von der Stromschiene 1 zu der Gegen-Stromschiene 22 über den Übertragungskragen 11 auf den Gegen-Übertragungskragen 21. Der Berührgeschützte Drehkontakt 10 weist neben der Verbindungsschraube 2 den Hauptberührschutz 13 auf, welcher zur elektrischen Isolation des berührgeschützten Drehkontakts gegen über der Umwelt vorgesehen ist. Neben diesem Hauptberührschutz 13 weist die Verbindungsschraube 2 auf ihrem Befestigungsabschnitt 4 eine elektrisch isolierende Schraubenabdeckung 16 auf. Die Verbindungsschraube 2 erstreckt sich durch die Stromschienenausnehmung 5 von der ersten Seite der Stromschiene 6 auf die zweite Seite der Stromschiene 7 und damit in Verbindungsrichtung 9.
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Zur besseren Isolation der Spannung führenden Teile, insbesondere also der Stromschiene 1, weist der Hauptberührschutz 13 den ersten Haupt-Isolationskragen 14 auf. Dieser erste Haupt-Isolationskragen 14 ist auf der zweiten Seite 7 der Stromschiene 1 angeordnet und umgibt die Verbindungsschraube 2 in radialer Richtung in Bezug auf die Verbindungsachse 8. Weiter weist der Hauptberührschutz einen zweiten Haupt-Isolationskragen 17 auf. Dieser zweite Haupt-Isolationskragen 17 erstreckt sich in axialer Richtung auf der ersten Seite 6 der Stromschiene 1 und bildet zusammen mit der Schraubenabdeckung 16 eine Führung 18 für die Verbindungsschraube 2 gegenüber der Stromschiene 1 aus so das im Zwischenraum 15 ein Mindestabstand zwischen der Verbindungsschraube 2 und der Stromschiene 1 sichergestellt ist.
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Zur weiteren Verbesserung der Isolation der Verbindungsschraube 2 gegenüber der Stromschienenausnehmung 5 bzw. des Übertragungskragen 11 ist die der Verbindungsschraube 2 zugewandte Oberfläche (von 1 beziehungsweise 11) elektrisch isolierende beschichtet.
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Das Gegenstück 20 weist einen Gegen-Übertragungskragen 21 auf, welcher mit dem Übertragungskraken 11 den Strompfad von der Stromschiene 1 zu der Gegen-Stromschiene 22 ausbildet. Zum sicheren verbinden des Gegenstücks 20 mit dem berührgeschützten Drehkontakt 10 ist die Verbindungsschraube 2 sowie die Gegen-Mutter 23, welche eine Schraubverbindung miteinander ausbilden, vorgesehen und über die Verbindungsschraube 2 und die Gegen-Mutter 23 wird eine Normalkraft in Verbindungsrichtung 9 auf den Übertragungskragen11 und den Gegen-Übertragungskragen 21 dauerhaft aufgebracht.
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Zur elektrischen Isolation gegen die Umwelt weist das Gegenstück 20 den Gegen-Hauptberührschutz 24 auf. Dieser gegen-Hauptberührschutz 24 umgibt die Gegen-Stromschiene 22 sowie den Gegen-Übertragungskragen 21 wenigstens abschnittsweise. Weiter weist der Gegen-Hauptberührschutz 24 den Gegen-Isolationskragen 25 auf. Dieser gegen-Isolationskragen 25 umgibt den Gegen-Übertragungskragen 21 in Bezug auf die Verbindungsachse acht radial beabstandet und bildet gemeinsam mit dem ersten Haupt-Isolationskragen 14 eine Steckverbindung aus. Die Gegen-Muster 23 erweist auf ihrem axialen Ende 26 ein Gegen-Schutzelement 27 auf, mittels welchem ein ungewolltes Berühren der Spannung führenden Gegen-Mutter 23 verhindert ist oder zumindest das Risiko dafür vermindert ist. In axialer Richtung ist zwischen der Verbindungsschraube zwei und der Stromschiene 1 das Isolationselement 30 angeordnet über dieses Isolationselement 30 sowie den Zwischenraum 15, welcher als Luftspalt oder als mit einem Isolationsmaterial an- oder ausgefüllter Spalt, ausgebildet sein kann ist die Verbindungsschraube von den spannungsführenden Teilen des berührgeschützten Drehkontakt, insbesondere von der Stromschiene 1 getrennt und so ist ein besonders sicherer elektrischer Kontakt darstellbar.
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In 1a ist eine Schnittdarstellung einer einfachen Ausführungsform des Isolationselements 30 dargestellt. Die dargestellte Ausführungsform ist eine Kreisringscheibe mit der Verbindungsachse 8 als Mittel- oder Symmetrieachse.
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In 1b ist eine Schnittdarstellung einer Ausführungsform des Isolationselements 30 dargestellt, wobei dieses zusätzlich einen Scheiben-Isolationskragen 30a aufweist, welcher in eingebautem Zustand in die Stromschienenausnehmung 5 eingepresst und dadurch verliersicher in dieser aufgenommen ist. In der dargestellten Ausführungsform ist der Scheiben-Isolationskragen als eigenes Bauteil ausgebildet, das Isolationselement ist demnach mehrteilig ausgebildet.
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In 1c ist eine Schnittdarstellung einer Ausführungsform des Isolationselements 30 dargestellt, wobei dieses zusätzlich einen Scheiben-Isolationskragen 30b aufweist, wobei das Isolationselement 30 mit Scheiben-Isolationskragen 30b als einstückiges Bauteil ausgebildet ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Stromschiene
- 2
- Verbindungsschraube
- 3
- Gewindeabschnitt
- 4
- Befestigungsabschnitt
- 5
- Stromschienenausnehmung
- 6
- erste Seite von 5
- 7
- zweite Seite von 5
- 8
- Verbindungsachse
- 9
- Verbindungsrichtung
- 10
- Berührgeschützter Drehkontakt
- 11
- Übertragungskragen
- 12
- radiale Richtung
- 13
- Hauptberührschutz
- 14
- erster Hauptisolationskragen
- 15
- Zwischenraum zwischen 2 und 1
- 16
- Schraubenabdeckung
- 17
- zweiter Hauptisolationskragen
- 18
- Führung zwischen 16 und 17
- 19
- 2 zugewandte Oberfläche von 1
- 20
- Gegenstück
- 21
- Gegen-Übertragungskragen
- 22
- Gegen-Stromschiene
- 23
- Gegen-Mutter
- 24
- Gegen-Hauptberührschutz
- 25
- Gegen-Isolationskragen
- 26
- Axiales Ende von 23
- 27
- Gegen-Schutzelement
- 30
- Isolationselement
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 10205274 B2 [0001, 0002]
