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Die Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung eines ersten elektrischen Leiters an einem zweiten elektrischen Leiter, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, die für Hochvoltverbindungen geeignet und berührgeschützt ausgebildet ist. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Verbindungsanordnung.
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Aus der
DE 10 2016 206 378 A1 ist eine Verbindungsanordnung eines ersten Bauelements an einem zweiten Bauelement, insbesondere für ein Fahrzeug, sowie Verbindungsvorrichtung, insbesondere für ein Fahrzeug bekannt.
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Nachfolgend ist die Erfindung anhand einer berührgeschützten Verbindungsanordnung für ein Kraftfahrzeug am Hochvoltenergiespeicher des Kraftfahrzeugs erläutert, dabei stellt dies keine Einschränkung der Erfindung auf eine derartige Anwendung dieser dar. Insbesondere im Fall von Wartungsarbeiten kann es vorkommen, dass die Verbindung einer derartigen berührgeschützten Verbindungsanordnung aufgehoben werden muss. Zum Aufheben der Verbindung wird die Verbindungsschraube gelöst, mittels welcher die elektrischen Leiter gegeneinander verspannt sind. Durch das mehrmalige Lösen und wiederbefestigen der Verbindungsschraube kann es zu einer Ermüdung der Verbindungsschraube kommen, in der Folge kann es zu einer unplanmäßigen Zerstörung der Schraube kommen welche zu einer Verschlechterung oder zum vollständigen Abreißen der elektrischen Verbindung zwischen den beiden Leitern führt.
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Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine berührgeschützte Verbindungsanordnung mit erhöhter Betriebssicherheit anzugeben. Diese Aufgabe wird durch eine Einrichtung gemäß Patentanspruch 1, sowie durch ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Einrichtung gelöst, dabei befassen sich die abhängigen Patentansprüche mit bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung.
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Im Sinne der Erfindung ist unter einer Verbindungsanordnung eine Anordnung mit einem ersten elektrischen Leiter und einem mit diesem verbindbaren zweiten elektrischen Leiter zu verstehen, wobei der erste und der zweite elektrische Leiter im zusammengebauten Zustand der Verbindungsanordnung elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Zum Herstellen der elektrisch leitenden Verbindung weist die Verbindungsanordnung wenigstens eine Schraubaufnahme auf, wobei mittels wenigstens einer in die Schraubaufnahme eingeschraubten Verbindungsschraube diese Verbindung herstellbar ist, wobei die Verbindungsschraube vorzugsweise einen elektrisch leitenden Pfad vom ersten zum zweiten elektrischen Leiter herstellt und weiter vorzugsweise ist stellt die Verbindungsschraube keinen solchen elektrisch leitenden Pfad her. Die Verbindungschraube erstreckt sich im zusammengebauten Zustand der Verbindungsanordnung durch eine erste Durchgangsöffnung, welche im ersten Leiters als Ausnehmung angeordnet ist und so durchdringend die Verbindungsschraube den ersten Leiter und weiter sind damit der erste und der zweite Leiter über die Verbindungsschraube, wenigstens mechanisch, miteinander verbunden.
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Weiter sind im verbundenen Zustand die elektrischen Leiter über eine erste Kontaktfläche, welche dem ersten elektrischen Leiter zugeordnet, beziehungsweise an diesem angeordnet ist, und eine zweite Kontaktfläche, welche dem zweiten elektrischen Leiter zugeordnet ist, beziehungsweise an diesem angeordnet ist, elektrisch miteinander verbunden sind. Anders gewendet wird ein elektrisch leitender Pfad über die Kontaktierung der ersten Kontaktfläche und der zweiten Kontaktfläche erreicht, so dass sich insbesondere dadurch der erste und der zweite elektrische Leiter direkt Kontaktieren.
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Insbesondere um einen Berührschutz zu erreichen, ist die erste Kontaktfläche in einem ersten Isolationsgehäuse angeordnet, welches zu mindestens auf einer zum zweiten elektrischen Leiter, insbesondere bezogen auf den zusammengebauten Zustand, weisenden Seite offen ist und weiter ist die erste Kontaktfläche gegenüber dieser offenen Seite im ersten Isolationsgehäuse zurückversetzt.
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Weiter ist die zweite Kontaktfläche in einem zweiten Isolationsgehäuse angeordnet, welches auf einer zum ersten elektrischen Leiter weisenden Seite, insbesondere bezogen auf den zusammengebauten Zustand, offen ist und weiter ist die zweite Kontaktfläche gegenüber dieser offenen Seite im zweiten Isolationsgehäuse zurückversetzt. Insbesondere durch die Zurückversetzung dieser Kontaktflächen in das jeweilige Gehäuse hinein, sind diese auch im nicht zusammengebauten Zustand nicht oder nur schwer von außen zugänglich. Weiter weist die Verbindungsschraube einen Schraubenkopf auf und wobei die Verbindungschraube in Einschraubrichtung in die Schraubaufnahme einschraubbar ist. Insbesondere durch den Schraubenkopf und das Einschrauben der Verbindungsschraube sind die beiden elektrischen Leiter gegeneinander im zusammengebauten Zustand verspannt und der elektrische Kontakt zwischen der ersten und zweiten Kontaktfläche wird verbessert. Weiter weist Isolationsgehäuse einen, bezogen auf die Einschraubrichtung, wenigstens abschnittsweise oberhalb, wenigstens eines Teils oder des vollständigen Schraubenkopfes angeordneten Sicherungsbund auf. Funktional verhindert der Sicherungsbund ein Entfernen der Verbindungsschraube aus dem ersten Isolationsgehäuse, da die Verbindungsschraube mit dem Schraubenkopf gegen den Sicherungsbund stößt. Der Sicherungsbund begrenzt damit eine Bewegung der Verbindungsschraube gegenüber dem ersten Isolationsgehäuse entgegen der Einschraubrichtung.
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Es ist vorgeschlagen, dass dieser Sicherungsbund in einem ersten Abschnitt des ersten Isolationsgehäuses aufgenommen ist, vorzugsweise einstückig mit diesem verbunden ist. Weiter ist die erste Kontaktfläche von einem zweiten Abschnitt des ersten Isolationsgehäuses umgeben. Der erste Abschnitt dieses Isolationsgehäuses ist in einem planmäßig montierten Zustand, sogenannter erster Zustand, gegenüber dem zweiten Abschnitt dies Isolationsgehäuses fixiert. Vorzugsweise bilden der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt eine Verbindung miteinander aus, vorzugsweise eine stoffschlüssige Verbindung, bevorzugt eine reibschlüssige Verbindung, weiter bevorzugt eine formschlüssige Verbindung und ganz besonders bevorzugt eine Verbindung aus mehreren der zuvor genannten Verbindungsarten. Insbesondere bilden der erste und der zweite Abschnitt des ersten Isolationsgehäuses im ersten Zustand damit eine bauliche Einheit. Weiter ist der erste Abschnitt in einem zweiten Zustand, nicht montierter Zustand, gegenüber dem zweiten Abschnitt beweglich, insbesondere um in diesem Zustand eine Öffnung im ersten Abschnitt freizugeben durch welche die Verbindungsschraube vorzugsweise entgegen der Einschraubrichtung aus dem ersten Isolationsgehäuse entnehmbar ist. Vorzugsweise ist das erste Isolationsgehäuse vom seinem ersten in seinen zweiten Zustand und vorzugsweise umgekehrt, zerstörungsfrei überführbar. Weiter weist das erste Isolationsgehäuse, insbesondere der zweite Abschnitt des ersten Isolationsgehäuses, im zweiten Zustand eine Öffnung auf, durch welche die Verbindungsschraube, insbesondere entgegen der Einschraubrichtung, entfernbar ist, wobei diese Öffnung im zweiten Zustand des Isolationsgehäuses, insbesondere durch den Sicherungsbund, wenigstens teilweise, abgedeckt ist. Vorzugsweise ist der Sicherungsbund als vorzugsweise vollständig oder vorzugsweise teilweise radialumlaufende Wandung ausgebildet. Weiter vorzugsweise stellt der Sicherungsbund wenigstens einen einzelnen nach radial innenragenden Vorsprung dar.
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Insbesondere durch eine derartige Ausgestaltung der Verbindungsanordnung kann die Verbindungsschraube, insbesondere ohne Zerstörung des ersten Isolationsgehäuses, aus diesem ersten Isolationsgehäuse entfernt werden und vorzugsweise durch eine andere Verbindungsschraube ersetzt werden. Weiter ist es ermöglicht, die Verbindungsanordnung mit einer elektrisch leitenden Verbindungsschraube erstmalig zusammenzufügen und diese elektrisch leitende Verbindungsschraube im beziehungsweise für den planmäßigen Betrieb der Verbindungsanordnung durch eine elektrisch nicht leitende Verbindungsschraube zu ersetzen. Insbesondere durch eine derartige Ausführung ist es ermöglicht, die Verbindungsanordnung mittels einer Verbindungsschraube mit hoher Festigkeit zu fügen und dadurch Setzbeträge der Schaubverbindung zu verringern und die Verbindungsanordnung dann durch eine, insbesondere elektrisch isolierende Verbindungsschraube zur ersetzen und damit den Berührschutz zu verbessern.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der erste Abschnitt des ersten Isolationsgehäuses mittels eines Scharnierbereichs mit dem zweiten Abschnitt dieses Isolationsgehäuses schwenkbar verbunden. Insbesondere durch eine solche Ausgestaltung des ersten Isolationsgehäuses ist es ermöglicht, dass die Öffnung zum Entfernen der Verbindungsschraube sicher freigegeben wird (zweiter Zustand), dass der erste und zweite Abschnitt aber noch „zusammenhängen“ und damit ein vollständiges Lösen des zweiten Abschnitts vom ersten Abschnitt verhindert ist.
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In einer bevorzugt Ausführungsform der Erfindung weist der Scharnierbereich ein Filmscharnier zum Verbinden des ersten Abschnitts des ersten Isolationsgehäuses mit dem zweiten Abschnitt dieses Isolationsgehäuses auf, oder ist als solches ausgebildet. Insbesondere ein Filmscharnier ist eine bekannt und einfache Möglichkeit zwei Bauteil gegeneinander beweglich, insbesondere verschwenkbar zueinander zu halten.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist der erste Abschnitt des Isolationsgehäuses mit einer Rastverbindung mit dem zweiten Abschnitt verbindbar. Vorzugsweise ist der erste Abschnitt mit dem zweiten Abschnitt des ersten Isolationsgehäuses im ersten Zustand mittels der wenigstens einen Rastverbindung fixiert beziehungsweise arretiert. Weiter vorzugsweise weis ist mittels der wenigstens einen Rastverbindung ein Verschwenken des zweiten Abschnitts gegenüber dem ersten Abschnitt des ersten Isolationsgehäuses verhindert. Weiter vorzugsweise ist die Verbindung des ersten gegenüber dem zweiten Abschnitt des Isolationsgehäuses mittels eine Scharnierbereichs und mittels einer wenigstens einer Rastverbindung gebildet. Insbesondere eine solche Ausführungsform der Erfindung ermöglicht einerseits ein sicheres fixieren des ersten Abschnitts gegenüber dem zweiten Abschnitt mittels der Rastverbindung und andererseits eine verliersichere Halterung mittels des Scharnierbereichs.
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Weiter ist ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen mit einem elektrochemischen Energiespeicher wobei dieser elektrochemische Energiespeicher wenigsten eine Verbindungsanordnung in einer der zuvor erläuterten Ausführungsformen aufweist. Darüber hinaus betrifft die Erfindung damit ein Kraftfahrzeug mit solch einer Verbindungsanordnung. In einer weiter bevorzugt Ausführungsform sind der erste und der zweite Abschnitt des ersten Isolationsgehäuses als wenigstens zwei separate Bauteile ausgebildet und im ersten Zustand mittels wenigstens einer Rastverbindung miteinander verbunden.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mit den zugehörigen Zeichnungen. Dabei zeigen:
- 1 eine schematische und geschnittene Explosionsansicht einer erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung; und
- 2 eine schematische Schnittansicht einer durch die Verbindungsvorrichtung gebildeten, erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung.
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In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt in einer schematischen und geschnittenen Explosionsansicht eine im Ganzen mit 1 bezeichnete Verbindungsvorrichtung zum elektrischen Verbinden wenigstens zweier in den Fig. nicht dargestellter Komponenten, beispielsweise elektrischer Komponenten eines Kraftfahrzeugs. Das Kraftfahrzeug ist beispielsweise ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug (rein elektrisch betriebenes Fahrzeug). Die folgenden und vorigen Ausführungen sind jedoch auch auf stationäre Anwendungen anwendbar. Bei den Komponenten handelt es sich beispielsweise um Hochvolt-Komponenten (HV-Komponenten), welche eine elektrische Spannung, insbesondere eine elektrische Betriebsspannung, von mehr als 45 Volt, insbesondere von mehr als 60 Volt, insbesondere mehr als 300 Volt aufweisen. Die Komponenten sind beispielsweise Bestandteil eines Antriebsstrangs zum Antreiben des Kraftfahrzeugs. Beispielsweise kann es sich bei der Komponente um einen elektrischen, beziehungsweise einen elektrochemischen, Energiespeicher handeln, der elektrische Energie zum Antrieb des Kraftfahrzeugs speichert und bereitstellt. Bei der elektrischen Komponente kann es sich auch um ein Energiespeichermodul handeln, wovon mehrere elektrisch in Reihe oder parallel geschaltet sind, um den Energiespeicher auszubilden. So kann die Verbindungsanordnung dazu dienen, die Energiespeichermodule untereinander zu verbinden. Das heißt, bei den Komponenten handelt es sich um Energiespeichermodule.
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Zusätzlich oder alternativ kann die Verbindungsanordnung dazu dienen, den Energiespeicher mit einem Spannungsnetz des Kraftfahrzeugs zu verbinden. Das heißt, bei den Komponenten kann es sich um einen Energiespeicher und/oder ein Spannungsnetz eines Fahrzeugs handeln. Ferner kann die Komponente beispielsweise auch eine elektrische Maschine oder auch eine leistungselektronische Einrichtung, wie insbesondere ein Umrichter, sein, welche mit in dem Energiespeicher gespeicherter elektrischer Energie betreibbar ist.
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Die Verbindungsvorrichtung 1 umfasst eine erste Verbindungseinrichtung 2 und eine zweite Verbindungseinrichtung 3, welche in 1 in einem Zustand gezeigt sind, in welchem die Verbindungseinrichtungen 2 und 3 nicht miteinander verbunden, das heißt voneinander getrennt beziehungsweise voneinander gelöst und dabei räumlich voneinander beabstandet sind.
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Durch Verbinden der Verbindungseinrichtungen 2 und 3 bilden die Verbindungseinrichtungen 2 und 3 beziehungsweise bildet die Verbindungsvorrichtung 1 eine in 2 dargestellte Verbindungsanordnung 4. Aus 1 und 2 ist erkennbar, dass die erste Verbindungseinrichtung 2 einen ersten elektrischen Leiter 5 und eine Verbindungschraube 6 aufweist, welche zum Herstellen des in 2 dargestellten zusammengesetzten Zustands der Verbindungsvorrichtung 1 in Einschraubrichtung 10 in die Schraubaufnahme 8 eingeschraubt wird. Die Verbindungsschraube 6, wird bei geöffnetem ersten Abschnitt 29a des ersten Isolationsgehäuses 29 eingeführt. Befindet sich die Verbindungsschraube 6 im ersten Isolationsgehäuse 29, so wird der erste Abschnitt 29a um den Scharnierbereich 29c, welcher als Filmscharnier ausgebildet ist, verschwenkt und mit der Rastverbindung 29d fixiert, sogenannter erster Zustand des erste Isolationsgehäuses 29, dieser Zustand des ersten Isolationsgehäuses ist in den Figuren dargestellt. Die Rastverbindung 29d ist reversibel lösbar, so dass insbesondere bei einer Beschädigung der Verbindungsschraube 6, diese getauscht werden kann, ohne dass die gesamte Verbindungsvorrichtung 1 erneuert werden muss.
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Die zweite Verbindungseinrichtung 3 umfasst einen zweiten elektrischen Leiter 7 und ein Schraubaufnahme 8. Bei der Verbindungsanordnung 4 ist der erste elektrische Leiter 5 zumindest mittelbar, vorliegend direkt, an dem zweiten elektrischen Leiter 7 angeordnet, wobei die elektrischen Leiter 5 und 7 mittels der Schraubaufnahme 8 und mittels der in die Schraubaufnahme 8 eingeschraubten Verbindungsschraube 6 mechanisch miteinander verbunden sind. Dadurch sind die elektrischen Leiter 5 und 7 aneinander gehalten beziehungsweise aneinander fixiert, wobei die elektrischen Leiter 5 und 7 vorliegend reversibel lösbar miteinander mechanisch verbunden sind. Ferner sind die elektrischen Leiter 5 und 7 bei der Verbindungsanordnung 4, das heißt in einem Zustand, in welchem die Verbindungseinrichtungen 2 und 3 miteinander verbunden sind, elektrisch miteinander kontaktiert, sodass die elektrischen Leiter 5 und 7 auch elektrisch miteinander verbunden sind. Dadurch kann elektrischer Strom beziehungsweise elektrische Energie von einem der elektrischen Leiter 5 und 7 auf den entsprechend anderen der elektrischen Leiter 5 und 7 übertragen werden, sodass beispielsweise die in dem Energiespeicher gespeicherte elektrische Energie über die elektrischen Leiter 5 und 7 beziehungsweise über die Verbindungsvorrichtung 1, beispielsweise zwischen Energiespeichermodulen und/oder vom Energiespeicher in das Spannungsnetz übertragen werden kann.
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Die Verbindungseinrichtungen 2 und 3 werden derart miteinander verbunden, dass die elektrischen Leiter 5 und 7 aneinander angeordnet werden und dass die Verbindungsschraube 6 in die Schraubaufnahme 8 eingeschraubt wird. Dadurch werden die elektrischen Leiter 5 und 7 mechanisch miteinander verbunden und somit aneinander gehalten. Hierfür weist die Verbindungsschraube 6 einen Schaft 9 auf, welcher auch als Schraubenschaft, Bolzen oder Schraubbolzen bezeichnet wird. Der Schaft 9 weist ein Außengewinde 10 auf. Ferner weist die Verbindungsschraube 6 einen Schraubenkopf 11 auf, welcher einen Bund 12 aufweist. Der erste elektrische Leiter 5 weist eine erste Durchgangsöffnung 13 auf, wobei der Schaft 9 die Durchgangsöffnung 13 durchdringt, sodass der Schraubenkopf 11, insbesondere der Bund 12, auf einer dem elektrischen Leiter 7 abgewandten Seite an dem elektrischen Leiter 5, insbesondere direkt, abgestützt ist. Dabei ist die Verbindungsschraube 6, insbesondere über ihren Bund 12, an einer Auflagefläche 27 des elektrischen Leiters 5, insbesondere direkt, abgestützt, wobei die Auflagefläche 27 auf der zuvor genannten, dem elektrischen Leiter 7 abgewandten Seite des elektrischen Leiters 5 angeordnet ist.
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Die Schraubaufnahme 8 weist ein mit dem Außengewinde 10 korrespondierendes Innengewinde 14 auf, in welches das Außengewinde 10 eingeschraubt werden kann, sodass die Verbindungsschraube 6 über das Außengewinde 10 und das Innengewinde 14 in die Schraubaufnahme 8 eingeschraubt werden kann. Das Innengewinde 14 ist dabei in einer vorliegend als Durchgangsöffnung 16 ausgebildeten Öffnung der Schraubaufnahme 8 angeordnet, wobei die Durchgangsöffnung 16 durch einen Hohlquerschnitt 17 der Schraubaufnahme 8 gebildet ist. Der Hohlquerschnitt 17 ist dabei durch eine Wandung 18 eines Schafts 19 der Schraubaufnahme 8 begrenzt. An den Schaft 19 schließt sich ein Bund 20 der Schraubaufnahme 8 an, wobei der Bund 20 beispielsweise einstückig, insbesondere monolithisch, mit dem Schaft 19 ausgebildet ist. Die Schraubaufnahme 8, insbesondere der Bund 20, ist an einer dem elektrischen Leiter 5 abgewandten Seite des elektrischen Leiters 7, insbesondere direkt, abgestützt. Wird somit die Verbindungsschraube 6 über das Außengewinde 10 und das Innengewinde 14 in die Schraubaufnahme 8 eingeschraubt, und sind dabei die elektrischen Leiter 5 und 7 in axialer Richtung der Verbindungsschraube 6 zwischen dem Bund 12 und dem Bund 20 angeordnet, und stützen sich die elektrischen Leiter 5 und 7, insbesondere direkt, aneinander ab, so werden die elektrischen Leiter zwischen dem Bund 12 und dem Bund 20 geklemmt. Hierdurch werden die elektrischen Leiter 5 und 7 mechanisch miteinander verbunden und somit aneinander gehalten. Mit anderen Worten werden durch Einschrauben der Verbindungsschraube 6 in die Schraubaufnahme 8 die elektrischen Leiter 5 und 7 mechanisch aneinander gehalten. Da sich die elektrischen Leiter 5 und 7 ferner berühren, sind die elektrischen Leiter 5 und 7 auch elektrisch miteinander verbunden.
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Die elektrischen Leiter 5 und 7 sind beispielsweise aus einem elektrisch leitenden Werkstoff gebildet, beispielsweise Kupfer. Bei der in 2 veranschaulichten Verbindungsanordnung 4 berühren sich die elektrischen Leiter 5 und 7 direkt an jeweiligen Kontaktflächen 21 und 22, wodurch die elektrischen Leiter 5 und 7 elektrisch miteinander kontaktiert, das heißt elektrisch miteinander verbunden, sind. Dabei ist eine erste Kontaktfläche 21 dem ersten elektrischen Leiter 5 und eine zweite Kontaktfläche 22 dem zweiten elektrischen Leiter 7 zugeordnet. Dabei müssen die Kontaktflächen 21, 22 nicht direkt auf den elektrischen Leitern 5, 7 ausgebildet sein. Es ist auch möglich, dass zwischen dem ersten elektrischen Leiter 5 und der ersten Kontaktfläche 21 eines oder mehrere elektrisch leitende Bauteile angeordnet sind, wie beispielsweise eine Hülse oder dergleichen. Ebenso ist es möglich, dass zwischen dem zweiten elektrischen Leiter 7 und der zweiten Kontaktfläche 22 eines oder mehrere elektrisch leitende Bauteile angeordnet sind, wie beispielsweise eine Hülse oder dergleichen.
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Um nun eine besonders feste und sichere mechanische Verbindung der elektrischen Leiter 5 und 7 zu realisieren und dabei den Bauraumbedarf der Verbindungsvorrichtung 1 beziehungsweise der Verbindungsanordnung 4 besonders gering halten zu können, kann die Schraubaufnahme 8 als eine Dehnhülse ausgebildet sein, welche teilweise in einer als zweite Durchgangsöffnung 24 des elektrischen Leiters 7 ausgebildeten zweiten Öffnung des elektrischen Leiters 7 aufgenommen ist und dabei die zweite Durchgangsöffnung 24 durchdringt und in den ersten elektrischen Leiter 5 hineinragt.
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Besonders gut aus 1 ist erkennbar, dass sich in axialer Richtung der Verbindungsschraube 6 an die Durchgangsöffnung 13 eine Aufnahme 25 des ersten elektrischen Leiters 5 anschließt, wobei die Aufnahme 25 einen größeren Innendurchmesser als die Durchgangsöffnung 13 aufweist und in radialer Richtung der Verbindungsschraube 6 durch eine Wandung 26 des elektrischen Leiters 5 begrenzt ist. Somit bilden beispielsweise die Durchgangsöffnung 13 und die als Durchgangsöffnung ausgebildete Aufnahme 25, in die die Durchgangsöffnung 13 mündet, insgesamt eine dritte Durchgangsöffnung, in welche die Schraubaufnahme 8 hineinragt. Dabei durchdringt die Verbindungsschraube 6, insbesondere der Schaft 9, die Durchgangsöffnung 13, wobei die Verbindungsschraube 6, insbesondere der Schaft 9, zumindest teilweise in der Aufnahme 25 aufgenommen ist und demzufolge in radialer Richtung nach außen hin zumindest teilweise durch die Wandung 26 überdeckt ist.
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Besonders gut aus 2 ist erkennbar, dass die Schraubaufnahme 8, insbesondere ihr Schaft 19, nicht nur in die Durchgangsöffnung 24 hineinragt, sondern die Durchgangsöffnung 24 vollständig durchdringt und dabei in den ersten elektrischen Leiter 5 hineinragt, da die Schraubaufnahme 8, insbesondere ihr Schaft 19, teilweise in der Aufnahme 25 angeordnet und demzufolge in radialer Richtung außenseitig von der Wandung 26 umgeben ist. Somit ist der Schaft 9 in radialer Richtung der Verbindungsschraube 6 außenseitig zumindest teilweise von der Schraubaufnahme 8 und von der Wandung 26 umgeben. Mit anderen Worten ist in der Aufnahme 25 in radialer Richtung der Verbindungsschraube 6 und somit in radialer Richtung der Schraubaufnahme 8 die Schraubaufnahme 8, insbesondere ihr Schaft 19, zumindest teilweise zwischen dem Schaft 9 der Verbindungsschraube 6 und der Wandung 26 des elektrischen Leiters 5 angeordnet.
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Um die Verbindungsschraube 6, insbesondere ihr Außengewinde 10, in die Schraubaufnahme 8, insbesondere in das Innengewinde 14, einzuschrauben, sind die Durchgangsöffnungen 13 und 16 in zumindest teilweiser gegenseitiger Überdeckung beziehungsweise Überlappung angeordnet. Somit fällt die axiale Richtung der Verbindungsschraube 6 mit der axialen Richtung der Schraubaufnahme 8 zusammen, wobei auch die radiale Richtung der Verbindungsschraube 6 mit der radialen Richtung der Schraubaufnahme 8 zusammenfällt. Ferner fällt die Längserstreckungsrichtung der Verbindungsschraube 6 mit der axialen Richtung zusammen, wobei die Längserstreckungsrichtung der Schraubaufnahme 8 mit ihrer axialen Richtung zusammenfällt. Vorliegend sind die die Verbindungsschraube 6 und die Schraubaufnahme 8, insbesondere ihre Gewinde, koaxial zueinander angeordnet.
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Um die Verbindungsvorrichtung 1 auf besonders einfache und insbesondere sichere Weise von einer Person montieren beziehungsweise herzustellen sowie demontieren beziehungsweise lösen zu können, umfasst die Verbindungseinrichtung 2 wenigstens ein erstes Isolationsgehäuse 29, welches vorliegend zwei separat voneinander ausgebildete Isolationsteile 30 und 31 umfasst. Die Isolationsteile 30 und 31 sind jeweils aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff gebildet und somit als elektrische Isolatoren ausgebildet. Außerdem umfasst die Verbindungseinrichtung 3 wenigstens ein zweites Isolationsgehäuse 32, welches aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff gebildet ist.
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Das erste Isolationsgehäuse 29, insbesondere das Isolationsteil 30, umgibt eine der Verbindungsschraube 6 in radialer Richtung der Verbindungsschraube 6 abgewandte Außenseite 33 des ersten elektrischen Leiters 5 vollständig, sodass die Außenseite 33 vollständig durch das Isolationsteil 30 überdeckt ist. Dadurch kann beispielsweise eine Person nicht in Kontakt mit der Außenseite 33 kommen. Darüber hinaus ist das erste Isolationsgehäuse 29, insbesondere das Isolationsteil 30, zumindest teilweise in der Aufnahme 25 angeordnet und dabei in radialer Richtung der Verbindungsschraube 6 zwischen der Verbindungsschraube 6, insbesondere zwischen dem Schaft 9 und dem elektrischen Leiter 5, insbesondere der Wandung 26, angeordnet. Darüber hinaus überragt das erste Isolationsgehäuse 29, insbesondere das Isolationsteil 30, sowohl die Verbindungsschraube 6 als auch den elektrischen Leiter 5 in axialer Richtung beidseitig, das heißt sowohl auf Seiten des Schafts 9 als auch auf Seiten des Schraubenkopfes 11.
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Das Isolationsteil 31 ist eine Kappe, welche auch als Schutzkappe bezeichnet wird. Dabei überdeckt das erste Isolationsgehäuse 29, insbesondere das Isolationsteil 31, eine dem elektrischen Leiter 5 in axialer Richtung der Verbindungsschraube 6 abgewandte Oberseite 34 der Verbindungsschraube 6 vollständig, wobei vorliegend auch eine dem elektrischen Leiter 7 in axialer Richtung der Verbindungsschraube 6 abgewandte Oberseite 35 des elektrischen Leiters 5 vollständig durch das Isolationsteil 31 beziehungsweise das erste Isolationsgehäuse 29 überdeckt ist. Dadurch kann die Wahrscheinlichkeit einer Berührung zwischen der Person und der Verbindungsschraube 6 beziehungsweise dem elektrischen Leiter 5 besonders gering gehalten werden.
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Vorliegend ist die Verbindungsschraube 6 aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere einem Stahlwerkstoff, und ist mit dem Isolationsteil 31, insbesondere deren Schraubenkopf 11, abgedeckt. Dabei ist eine Bewegung der Verbindungsschraube 6 entgegen der Einschraubrichtung X durch den Sicherungsbund Y in dem hier dargestellten Zustand des ersten Isolationsgehäuses 29, verhindert, da das Isolationsteil 31 in dieser Richtung gegen den Sicherungsbund Y stößt. Bei aufgeklappten Zustand des ersten Isolationsgehäuses 29 (Rastverbindung 29d gelöst, erster Abschnitt 29a um Scharnierbereich 29c gegenüber zweiten Abschnitt 29b verschwenkt) kann die Verbindungsschraube 6 frei in das erste Isolationsgehäuse 29 eingesetzt, beziehungsweise aus diesem entfernt werden. Der Sicherungsbund Y kann dabei als radial vollständig oder teilweise umlaufender Bund im ersten Isolationsgehäuse 29 ausgebildet sein oder als einzeln in diese hineinragender Abschnitt.
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Weiter kann die Verbindungsschraube 6 auch aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff gebildet sein. Insbesondere ist die Verbindungsschraube 6 dabei vollständig aus elektrisch isolierendem Werkstoff. Beispielsweise kann es sich bei dem Werkstoff um Kunststoff, Keramik oder faserverstärktem Kunststoff handeln.
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Das zweite Isolationsgehäuse 32 umgibt eine der Schraubaufnahme 8 in radialer Richtung der Schraubaufnahme abgewandte Außenseite 36 des elektrischen Leiters 7 vollständig, sodass die Außenseite 36 vollständig durch das zweite Isolationsgehäuse 32 überdeckt ist. Außerdem ist das zweite Isolationsgehäuse 32 zumindest teilweise in der Durchgangsöffnung 24 angeordnet, sodass das zweite Isolationsgehäuse 32 in radialer Richtung der Schraubaufnahme 8 zwischen der Schraubaufnahme 8 und dem elektrischen Leiter 7 angeordnet ist. Außerdem überragt das zweite Isolationsgehäuse 32 den elektrischen Leiter 7 in axialer Richtung der Schraubaufnahme 8 beidseitig, sodass die Gefahr von Berührungen zwischen einer Person und dem elektrischen Leiter 7 besonders gering gehalten werden kann.
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Durch den Einsatz der Isolationsgehäuse 29 und 32 und der elektrisch isolierenden Verbindungsschraube 6 kann ein besonders vorteilhafter Berührschutz realisiert werden, sodass insbesondere dann, wenn die Verbindungseinrichtungen 2 und 3 nicht miteinander verbunden, sondern voneinander getrennt und dabei räumlich voneinander beabstandet sind, die Wahrscheinlichkeit einer Berührung zwischen einer Person und elektrisch leitfähigen Komponenten der Verbindungsvorrichtung 1 besonders gering gehalten werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016206378 A1 [0002]
