DE102020202858B4

DE102020202858B4 - Bordnetz und Kontaktvorrichtung

Info

Publication number: DE102020202858B4
Application number: DE102020202858.3A
Authority: DE
Inventors: Rüdiger Kronbeck
Original assignee: Leoni Bordnetz Systeme GmbH
Current assignee: Leoni Bordnetz Systeme GmbH
Priority date: 2020-03-05
Filing date: 2020-03-05
Publication date: 2023-02-09
Anticipated expiration: 2040-03-06
Also published as: DE102020202858A1

Abstract

Bordnetz (4), insbesondere für ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug, aufweisend zwei Kontaktbleche (6,8), nämlich ein erstes Kontaktblech (6) und ein zweites Kontaktblech (8), sowie eine Kontaktvorrichtung (22), mittels derer eine reversibel lösbare elektrische Steckkontaktverbindung (2) zwischen den zwei Kontaktblechen (6,8) ausgebildet ist, wobei die Kontaktvorrichtung (22) aufweist- eine sich in einer Längsrichtung (14) erstreckende Aufnahme (20) zur Ausbildung eines Flächenkontakts zwischen den zwei Kontaktblechen (6,8) und- eine Klemmmechanik (24) mit einer Steck-Stellung sowie mit einer Arretier-Stellung, wobei- in der Steck-Stellung zumindest eines der zwei Kontakbleche (6,8) in Längsrichtung (14) widerstandsfrei in die Aufnahme (20) einführbar ist,- die Klemmmechanik (24) zumindest ein quer zur Längsrichtung (14) verstellbares Druckelement (26,58,68) aufweist, mit dessen Hilfe die beiden Kontaktbleche (6,8) in der Arretier-Stellung im Bereich des Flächenkontakts gegeneinander gepresst werden, und- entweder die Klemmmechanik (24) einen Stempelkörper (32) aufweist, der auf das Druckelement (26) einwirkt, oder das Druckelement (58) einen Stempelkörper (58) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bordnetz, insbesondere für ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Kontaktvorrichtung.
Elektrische Steckkontaktverbindungen kommen in einer Vielzahl von Vorrichtungen zum Einsatz und sind dementsprechend sehr verbreitet. Beispiele für elektrische Steckkontaktverbindungen finden sich unter anderem in der DE 10 2006 043 176 A1 , in der FR 2 427 698 A1 und in der DE 10 2012 206 731 A1 .
Auch Bordnetze für Kraftfahrzeuge weisen üblicherweise elektrische Steckkontaktverbindungen auf. Für diese Anwendung ausgebildete elektrische Steckkontaktverbindungen sind beispielsweise in der US 7,077,711 B1 , in der DE 19 25 295 A , in der WO 2017/215 689 A1 und in der DE 10 2011 085 704 A1 beschrieben.
Bei solchen elektrischen Steckkontaktverbindungen besteht häufig das Problem, dass die Stromübertragung über sehr kleine Kontaktflächen, meist lediglich Berührungspunkte, erfolgt. Infolgedessen kommt es in diesen Bereichen zu einer hohen Wärmeentwicklung, sodass eine Übertragung von höheren Strömen nicht möglich ist, ohne eine Überhitzung zu riskieren.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein vorteilhaft ausgebildetes Bordnetz anzugeben sowie eine vorteilhaft ausgebildete Kontaktvorrichtung.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Bordnetz mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Kontaktvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den rückbezogenen Ansprüchen enthalten. Die im Hinblick auf das Bordnetz angeführten Vorteile und bevorzugten Ausgestaltungen sind sinngemäß auch auf die Kontaktvorrichtung übertragbar und umgekehrt.
Das erfindungsgemäße Bordnetz ist dabei typischerweise für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug, ausgelegt und dementsprechend ausgebildet. Es weist zwei Kontaktbleche, nämlich ein erstes Kontaktblech und ein zweites Kontaktblech, sowie eine erfindungsgemäße Kontaktvorrichtung auf, wobei mittels der Kontaktvorrichtung eine reversibel lösbare elektrische Steckkontaktverbindung zwischen den zwei Kontaktblechen ausgebildet ist. Somit weist das Bordnetz die reversibel lösbare elektrische Steckkontaktverbindung auf.
Weiter weist die Kontaktvorrichtung eine sich in einer Längsrichtung erstreckende Aufnahme zur Ausbildung eines Flächenkontakts zwischen den zwei Kontaktblechen und eine Klemmmechanik mit einer Steck-Stellung sowie mit einer Arretier-Stellung auf, wobei in der Steck-Stellung zumindest eines der zwei Kontaktbleche, oder zumindest ein Freiende eines der zwei Kontaktbleche, in Längsrichtung widerstandfrei oder kraftfrei, also zumindest im Wesentlichen widerstandfrei oder kraftfrei, in die Aufnahme einführbar ist und wobei die Klemmmechanik zumindest ein quer zur Längsrichtung verstellbares Druckelement aufweist, mit dessen Hilfe die beiden Kontaktbleche in der Arretier-Stellung im Bereich des Flächenkontakts gegeneinander gepresst werden.
Auf diese Weise ist eine Art „Null-Kraft-Steckverbindung“ realisiert, bei der zumindest eines der zwei Kontaktbleche, welches Teil eines Steckverbinders oder Steckers ist, widerstandfrei oder kraftfrei in die Aufnahme einführbar ist, sofern sich die Klemmmechanik der Kontaktvorrichtung in der Steck-Stellung befindet. Dementsprechend handelt es sich dann bei dem Stecker um einen „Null-Kraft-Stecker“. Zudem sind bevorzugt beide Kontaktbleche widerstandfrei oder kraftfrei in die Aufnahme einführbar, solange sich die Klemmmechanik in der Steck-Stellung befindet.
Davon unabhängig ist die elektrische Verbindung zwischen den Kontaktblechen hergestellt, wenn sich die Klemmmechanik in der Arretier-Stellung befindet. In diesem Zustand, in dem die beiden Kontaktbleche oder zumindest Freienden der beiden Kontaktbleche gegeneinander gepresst werden, sind die beiden Kontaktbleche durch die Klemmmechanik typischerweise auch in der Aufnahme fixiert.
Die beiden Kontaktbleche liegen hierbei bei ausgebildeter Steckkontaktverbindung (groß)flächig aneinander an, wodurch ein Flächenkontakt ausgebildet ist mit einer Kontaktfläche, die bevorzugt größer gleich 0,2 cm², weiter bevorzugt größer gleich 0,5 cm² und insbesondere größer gleich 1 cm² ist. Damit sind die Kontaktflächen der elektrischen Verbindung im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen typischerweise um mindestens einen Faktor 10 größer. Davon unabhängig ist die Kontaktfläche vorzugsweise kleiner gleich 20 cm², weiter bevorzugt kleiner gleich 10 cm² und insbesondere kleiner gleich 5 cm².
Weiter sind die beiden Kontaktbleche typischerweise durch flache Metallbleche ausgebildet und weisen bevorzugt jeweils ein Freiende auf, welches als Metallstreifen ausgebildet ist. Die entsprechenden Freienden liegen dann typischerweise bei ausgebildeter Steckkontaktverbindung zumindest teilweise in der Aufnahme der Kontaktvorrichtung ein und dabei aufeinander auf, sodass sich diese flächig also über die Kontaktfläche berühren.
Ein entsprechendes als Metallstreifen ausgebildetes Freiende weist dabei typischerweise eine Breite mit einem Wert von etwa 0,5 mm bis 1,5 mm pro 10 A der vorgesehenen Stromtragfähigkeit auf, also zum Beispiel 1 mm pro 10 A. Außerdem weist dieses üblicherweise einen Querschnitt mit einem Wert von etwa 0,5 mm² bis 1,5 mm² pro 10 A der vorgesehenen Stromtragfähigkeit auf, also zum Beispiel 1 mm² pro 10 A. Davon unabhängig weist die Dicke oder Stärke des als Metallstreifen ausgebildeten Freiendes typischerweise einer Wert größer gleich 1 mm und insbesondere größer gleich 2 mm auf.
Die durch die Klemmmechanik in der Arretier-Stellung auf die beiden Kontaktbleche oder die beiden Freienden der Kontaktbleche einwirkenden Kräfte wirken dabei bevorzugt parallel oder im Wesentlichen parallel zur Oberflächennormalen der Kontaktflächen oder Berührungsflächen der beiden Kontaktbleche. Hierbei wird dann weiter bevorzugt über die Klemmmechanik über die Kontaktflächen hinweg ein im Wesentlichen gleichmäßiger Druck von zwei gegenüberliegenden Seiten aus auf die Kontaktbleche ausgeübt. Die Klemmmechanik ist zudem typischerweise derart ausgestaltet, dass bei der Überführung der Klemmmechanik von der Steck-Stellung in die Arretier-Stellung der Freiraum in der Aufnahme reduziert wird.
Die Klemmmechanik ist zudem bevorzugt derart ausgestaltet, dass die Steck-Stellung und die Arretier-Stellung zwei stabile Zustände der Klemmmechanik darstellen, sodass insbesondere kein äußerer Eingriff notwendig ist, um die Klemmmechanik in einer der beiden Stellungen zu halten.
Weiterhin dient die Klemmmechanik der Ausbildung einer elektrischen Verbindung zwischen den zwei Kontaktblechen, stellt selbst jedoch keine elektrische Verbindung dar. D. h., dass im Betrieb des Bordnetzes zumindest zeitweise elektrische Leistung von einem der zwei Kontaktbleche an das andere Kontaktbleche übertragen oder übergeben wird, dass jedoch keine Übertragung von elektrischer Leistung über die Klemmvorrichtung erfolgt. Auch aus diesem Grund sind zumindest Teile der Klemmvorrichtung aus Isolatormaterial gefertigt und gemäß einer Ausführungsvariante sind alle Komponenten und alle Teile der Klemmvorrichtung aus Isolatormaterial gefertigt. Die Kontaktvorrichtung weist somit auch keine klassischen Federkontakte oder Kontaktfederelemente auf.
Die beiden Kontaktbleche bestehen beispielsweise aus Aluminium, einer Aluminiumlegierung, aus Kupfer, oder aus einer Kupferlegierung. Je nach Anwendungsfall bestehen die beiden Kontaktbleche dabei aus demselben Material oder aus unterschiedlichen Materialien.
Weiter bevorzugt weist die Klemmmechanik typischerweise ein Stellelement auf zur Verstellung der Klemmmechanik zwischen der Steck-Stellung und der Arretier-Stellung. Das Stellelement ist dabei zum Beispiel als ein Stellelement zur mechanischen oder manuellen Bedienung durch einen Bediener ausgebildet, also insbesondere als ein Griff oder als ein Hebel. Alternativ oder ergänzend hierzu weist die Klemmmechanik ein Stellelement mit einem motorischen, einem hydraulischen, einem pneumatischen oder einem anderen Antrieb auf.
Je nach Anwendungsfall weist die Klemmmechanik weiter eine Exzenterwelle auf, mittels der das Druckelement der Klemmmechanik verstellbar ist. Bei der Exzenterwelle handelt es sich im Sinne dieser Anmeldung um eine exzentrisch gelagerte Welle und/oder um eine Art Nockenwelle. Hierbei weist die Exzenterwelle zur Verstellung des Druckelements beispielsweise einen Nocken auf, welcher insbesondere durch eine Hülse ausgebildet ist, die an einer als Welle ausgestalteten Basis der Exzenterwelle fixiert ist. Alternativ oder ergänzend hierzu weist die Exzenterwelle eine Anzahl von Lagerhülsen auf, über die die Exzenterwelle exzentrisch gelagert ist. Entsprechende Lagerhülsen sind dann typischerweise derart ausgestaltet, dass deren Ausdehnung in radialer Richtung über den Umfang hinweg variiert. Die Lagerhülsen und/oder die Hülsen sind dabei bevorzugt aus einem weicheren und/oder flexibleren Werkstoff, beispielsweise Kunststoff, gefertigt als die Basis der Exzenterwelle. Der Werkstoff ist dabei insbesondere elastisch, insbesondere derart, dass er im unbelasteten Zustand wieder in einen definierten Ausgangszustand übergeht. Der Werkstoff weist dabei einen Memory-Effekt auf, ist also insbesondere durch ein sogenanntes Formgedächtnismaterial (Polymer) ausgebildet.
Alternativ zu einer Realisierung von Nocken und/oder einer exzentrischen Lagerung mithilfe von Hülsen, die typischerweise über die als Welle ausgestaltete Basis gestülpt und an der Basis befestigt sind, werden entsprechende Nocken und/oder eine exzentrische Lagerung mithilfe von Anformung an der Exzenterwelle ausgebildet, also beispielsweise durch umfangsseitige Vorwölbungen.
Von Vorteil ist weiter eine Ausführungsvariante, bei der die Klemmmechanik einen Gewindebolzen aufweist, über den das Druckelement verstellbar ist. Das Druckelement wird hier dann typischerweise verstellt durch den Vorschub des Gewindebolzen beim Verdrehen des Gewindebolzen gegen ein Gegengewinde.
Davon unabhängig weist die Klemmmechanik entweder einen stempelartigen Körper auf, also einen Stempelkörper, der auf das Druckelement einwirkt, oder das Druckelement selbst weist einen Stempelkörper auf. Die Geometrie des Stempelkörpers ist dabei vorzugsweise derart, dass dieser einen flachen, beispielsweise plattenförmigen oder tellerförmigen Teil aufweist. Dabei dient der Stempelkörper typischerweise dazu, eine mittels des zuvor beschriebenen Stellelements ausgeübte Kraft auf das Druckelement zu übertragen. In diesem Fall dient der Stempelkörper eine Art Stellglied oder mechanische Übersetzung. Alternativ wird der Stempelkörper genutzt, um eine entsprechende Kraft vom Stellelement in einen flächig wirkenden Druck umzusetzen, mit dem die beiden Kontakbleche in der Arretier-Stellung gegeneinander gepresst werden. In diesem Fall wirkt der Stempelkörper typischerweise direkt auf eines der beiden Kontakbleche ein und presst hierdurch dieses Kontakblech auf das andere Kontakblech.
Jener Stempelkörper ist in vorteilhafter Weiterbildung federgelagert. Die entsprechende Lagerung erfolgt dabei mittels zumindest eines Federelements, welches in der Arretier-Stellung bevorzugt eingefedert ist. Die Klemmmechanik ist dabei weiter bevorzugt derart ausgestaltet, dass der Stempelkörper durch das zumindest eine Federelement bei Wegfallen der Krafteinwirkung durch das Stellelement in eine Ausgangsstellung zurückgedrückt wird. Dabei bewegt sich dann der Stempelkörper von den beiden Kontaktblechen weg. Zudem bewegt sich dabei der Stempelkörper typischerweise auch von der Aufnahme weg oder aber der Freiraum in der Aufnahme wird durch die entsprechende Bewegung vergrößert.
Weiter bevorzugt weist das Druckelement im Hinblick auf seine Geometrie einen flachen, typischerweise plattenförmigen oder tellerförmigen Teil auf, der in der Arretier-Stellung gegen zumindest eines der beiden Kontaktbleche gepresst wird und dabei flächig an diesem Kontaktblech anliegt. Einer Ausführungsvariante entsprechend weist das Druckelement zudem eine oder mehrere stiftartige Anforderungen auf, sodass das Druckelement zum Beispiel näherungsweise die Form eines Tisches aufweist.
Zudem bevorzugt ist das Druckelement federgelagert mittels zumindest eines Federelements. Weist das Druckelement dabei stiftartige Anforderungen auf, so ist die Lagerung bevorzugt mithilfe der stiftartigen Anformungen realisiert, wobei zum Beispiel über jede stiftartige Anformung eine Spiralfeder gestülpt ist.
Denkbar ist alternativ auch eine Klemmmechanik mit einer verschiebbaren Klammer. Die entsprechende Klammer weist dann zum Beispiel zwei Schenkel auf, die die zwei Kontaktbleche in der Arretier-Stellung umgreifen und so zusammendrücken. In diesem Fall sind dann also die zwei Kontakbleche zwischen den zwei Schenkeln der Klammer angeordnet. Je nach Ausgestaltung weist die verschiebbare Klammer zum Beispiel ein näherungsweise U-förmiges Profil auf. Außerdem ist eine Ausführung der Klammer denkbar, bei der diese ein Profil derart aufweist, dass jeder Schenkel der Klammer ein Freiende mit einem S-förmigen Verlauf ausbildet. Davon unabhängig weist die Klammer beispielsweise ein Profil derart auf, dass die beiden Schenkel spiegelsymmetrisch zueinander ausgebildet sind.
Eine solche Klemmmechanik mit verschiebbarer Klammer ist weiterhin zum Beispiel ergänzt durch eine Zughebelmechanik, die dann Teil der Klemmmechanik ist und durch die die Klammer verschiebbar ist. Die Zughebelmechanik ist dabei beispielsweise derart ausgestaltet, dass durch die Bewegung eines Hebels, also die Drehung des Hebels um eine Drehachse, die Klammer linear verschoben wird. Die Zughebelmechanik setzt somit also eine Drehung oder Schwenkbewegung in eine Linearbewegung um.
Ebenfalls denkbar ist eine Ausgestaltung der Klemmmechanik nach Art eines Bajonett-Verschlusses. Hierbei wird dann zum Beispiel die Klemmmechanik gegen die Rückstellkraft zumindest eines Federelements in die Arretier-Stellung verbracht und typischerweise in der Arretier-Stellung verrastet.
Günstig ist davon unabhängig eine Ausgestaltung der Kontaktbleche derart, dass eines der zwei Kontaktbleche an zwei gegenüberliegenden Seiten eines Freiendes jeweils eine Anformung aufweist, wobei dann zwischen den Anformung ein Freiende des anderen Kontaktblechs bei ausgebildeter Steckkontaktverbindung einliegt. Die Anformungen dabei typischerweise als eine Art Halterahmen, mit dem ein Freiheitsgrad der Translation für das einliegende Kontaktblech gesperrt wird.
Typisch ist weiter eine Ausführung, bei der eine Stromschiene, insbesondere eine Verteilerschiene oder eine Sammelschiene, eines der Kontaktbleche ausbildet. In diesem Fall ist dann das entsprechende Kontaktblech üblicherweise durch eine sogenannte Bus-Bar ausgebildet. Davon unabhängig ist eine Ausführung zweckdienlich, bei der eines der Kontaktbleche an einem abisolierten Ende einer elektrischen Leitung, insbesondere einer Hochvolt-Leitung befestigt ist, also zum Beispiel angeschweißt oder angelötet ist. Die Hochvolt-Leitung ist dabei typischerweise einadrig ausgebildet und weist üblicherweise zumindest in einem Abschnitt einen im Wesentlichen runden Querschnitt auf. Je nach Ausführungsvariante ist der Leiter der elektrischen Leitung dabei als Litzenleiter oder massiver Drahtleiter ausgebildet.
Die reversibel lösbar elektrische Steckkontaktverbindung ist gemäß einer Ausführungsvariante für einen Nennstrom, eine Stromtragfähigkeit oder Strombelastbarkeit größer gleich 20 A ausgelegt und ausgebildet. Weiter bevorzugt ist die Steckkontaktverbindung für einen Nennstrom größer gleich 30 A ausgelegt und insbesondere für einen Nennstrom größer gleich 50 A. Unabhängig davon ist die Steckkontaktverbindung bevorzugt für eine Nennstrom kleiner gleich 500 A, weiter bevorzugt kleiner gleich 300 A und insbesondere kleiner gleich 200 A ausgelegt und ausgebildet. Unter Stromtragfähigkeit oder Strombelastbarkeit wird hierbei insbesondere verstanden, dass die Steckkontaktverbindung dauerhaft für die Leitung eines elektrischen Stroms mit dem angegebenen Wert über die Kontaktverbindung hinweg ermöglicht, ohne dass diese Schaden nimmt.
Durch die Ausgestaltung der Steckkontaktverbindung wird typischerweise unter Normbedingungen auch bei Dauerbelastung oder Dauerbetrieb mit einem Nennstrom eine Temperaturgrenze von 200 °C nicht überschritten. Weiter bevorzugt bleibt die maximale Temperatur im Kontaktbereich der Steckkontaktverbindung unterhalb 180 °C und insbesondere unterhalb 150 °C.
Bevorzugt ist die Steckkontaktverbindung zumindest teilweise von einem Gehäuse umgeben oder in einem Gehäuse eingeschlossen. Ein entsprechendes Gehäuse ist dabei zum Beispiel zweiteilig ausgebildet und weist zum Beispiel zwei Halbschalen auf. Einer alternativen Ausführungsvariante entsprechend wird ein entsprechendes Gehäuse durch Vergießen ausgebildet, sodass dann nachfolgend die Steckkontaktverbindung zumindest teilweise in einer Gussmasse eingeschlossen ist. Unabhängig von der Ausgestaltung eines entsprechenden Gehäuses ist bevorzugt zumindest ein zuvor beschriebenes Stellelement, sofern vorgesehen, zumindest teilweise außerhalb des entsprechenden Gehäuses angeordnet oder durch das Gehäuse nach außen geführt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie eine denkbare Alternative werden nachfolgend anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

1 in einer perspektivischen Ansicht eine erste Ausführung einer Kontaktverbindung mit einem Druckelement und mit zwei Kontaktblechen in einer ersten Ausführung,
2 in einer perspektivischen Ansicht eines der zwei Kontaktbleche in der ersten Ausführung,
3 in einer perspektivischen Ansicht die zwei Kontaktbleche in der ersten Ausführung,
4 in einer perspektivischen Ansicht das Druckelement und die zwei Kontaktbleche in der ersten Ausführung,
5 in einer perspektivischen Ansicht eine zweite Ausführung der Kontaktverbindung,
6 in einer perspektivischen Ansicht eine dritte Ausführung der Kontaktverbindung mit zwei Kontaktblechen in einer zweiten Ausführung,
7 in einer perspektivischen Ansicht die zwei Kontaktbleche in der zweiten Ausführung,
8 in einer perspektivischen Ansicht eine denkbare alternative Ausführung der Kontaktverbindung mit einer Klammer und mit zwei Kontaktblechen sowie
9 in einer perspektivischen Ansicht die Klammer.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Eine erste beispielhafte Ausführung einer Steckkontaktverbindung 2 ist in 1 skizziert und wird nachfolgend näher beschrieben. Dabei ist die Steckkontaktverbindung 2 als reversibel lösbare Steckkontaktverbindung 2 ausgebildet und Teil eines nicht vollständig dargestellten erfindungsgemäßen Bordnetzes 4 beispielsweise für ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug. Hierbei weist die Steckkontaktverbindung 2 zwei Kontakbleche 6,8 beispielsweise aus Aluminium oder Kupfer auf, nämlich ein erstes Kontaktblech 6 und ein zweites Kontaktblech 8, und diese beiden Kontaktbleche 6,8 sind bei ausgebildeter Steckkontaktverbindung 2 durch die Steckkontaktverbindung 2 elektrisch leitend miteinander verbunden zur zumindest zeitweisen Übertragung von elektrischer Leistung im Betrieb des Bordnetzes 4 von einem der zwei Kontaktbleche 6,8 zum anderen.
In der Darstellung gemäß 1 sind die beiden Kontaktbleche 6,8 nicht vollständig abgebildet. Zu sehen sind ein erstes Freiende 10 des ersten Kontaktblechs 6 und ein zweites Freiende 12 des zweiten Kontaktblechs 8, wobei jedes der beiden Freienden 10,12 als eine Art Blechstreifen ausgebildet ist. Die beiden Freienden 10,12 liegen bei ausgebildeter Steckkontaktverbindung 2 flächig aufeinander auf, so wie dies in 3 angedeutet ist. Hierbei liegen die beiden Freienden 10,12 der beiden Kontaktbleche 6,8 lose aufeinander auf, sodass diese zum Beispiel in einer Längsrichtung 14 relativ zueinander verschiebbar sind.
Weiter weist das in 2 separat dargestellte erste Freiende 10 des ersten Kontaktblechs 6 im ersten Ausführungsbeispiel an zwei einander gegenüberliegenden Seiten jeweils Anformungen 16 auf. Jede dieser Anformungen 16 ist im Hinblick auf seine Form als eine Art Leiste ausgebildet. Das zweite Freiende 12 des zweiten Kontaktblechs 8 liegt bei ausgebildeter Steckkontaktverbindung 2 auf dem ersten Freiende 10 des ersten Kontaktblechs 6 auf und zwar derart, dass das zweite Freiende 12 zwischen den zwei Anformungen 16 positioniert ist, sodass diese einer Art Halterahmen oder Führungsrahmen ausbilden, mit dem ein Freiheitsgrad der Translation für das zweite Freiende 12 gesperrt ist. Auf diese Weise wird ein seitliches verrutschen des zweiten Freiendes 12 relativ zum ersten Freiende 10 verhindert, also eine Relativbewegung quer zur Längsrichtung 14 und quer zu einer Pressrichtung 18.
Die beiden Freienden 10,12 liegen nun in der in 3 gezeigten Ausrichtung relativ zueinander bei ausgebildeter Steckkontaktverbindung 2 in einer sich in Längsrichtung 14 erstreckenden Aufnahme 20 einer erfindungsgemäßen Kontaktvorrichtung 22 ein, welche Teil der Steckkontaktverbindung 2 ist und mit welcher die beiden Freienden 10,12 und somit die beiden Kontaktbleche 6,8 bei ausgebildeter Steckkontaktverbindung 2 in der Aufnahme 20 gegeneinander gepresst werden durch Ausübung eines in Pressrichtung 18 wirkenden Druckes. Das Gegeneinanderpressen der beiden Kontaktbleche 6,8, also der beiden Freienden 10,12, wird dabei mithilfe einer Klemmmechanik 24 realisiert, die Teil der Kontaktvorrichtung 24 ist.
Die Ausübung des Druckes erfolgt dabei in der Ausführung gemäß 1 durch ein Druckelement 26, welches beispielsweise aus einem Metall gefertigt ist und einen plattenförmigen Teil 28 aufweist, der bei ausgebildeter Steckkontaktverbindung 2 einen gleichmäßigen Druck über näherungsweise seine gesamte Fläche hinweg auf die beiden Freienden 10,12 der beiden Kontaktbleche 6,8 ausübt. Dabei drückt das Druckelement 26 die beiden Freienden 10,12 gegen eine Wandung, beispielsweise eines Hilfsrahmens 30 oder eines Gehäuses, sodass die beiden Kontaktbleche 6,8 im Bereich der beiden Freienden 10,12 gegeneinander gepresst werden. Eine Ausführung des Druckelements 26 ist in 4 zusammen mit den zwei Freienden 10,12 abgebildet.
Dieses Druckelement 26 wird im Falle der Ausführung gemäß 1 mithilfe eines stempelartigen Körpers, also eines Stempelkörpers 32, aus einem Isolatormaterial, beispielsweise einem Kunststoff, gegen die Freienden 10,12 gedrückt. Auf den Stempelkörper 32 wirkt im Ausführungsbeispiel gemäß 1 ein Gewindebolzen 34, der gegen ein Gegengewinde 36 verdrehbar ist, welches typischerweise mit dem zuvor genannten Hilfsrahmen 30 bzw. mit dem Gehäuse verbunden ist. Der Gewindebolzen 34 und der Stempelkörper 32 sind weiter im Ausführungsbeispiel über ein Federelement 38, beispielsweise eine Spiralfeder, miteinander verbunden. Dieses Federelement 38 dient je nach Anwendungsfall zur Dämpfung von Vibrationen oder Erschütterungen. Außerdem erlaubt das Federelement 38 eine Verkippung eines flachen, zum Beispiel tellerförmigen, Teils 40 des Stempelkörpers 32 relativ zum Druckelement 26, sodass die über den Gewindebolzen 34 ausgeübte Kraft über eine größere Fläche erteilt auf das Druckelement 26 übertragen wird.
Die Darstellung gemäß 1 zeigt die Klemmmechanik 24 in einer Arretier-Stellung, in der die Steckkontaktverbindung 2 ausgebildet ist und in der die beiden Freienden 10,12 der beiden Kontaktbleche 6,8 gegeneinander gepresst sind. Durch ein Verdrehen des Gewindebolzens 34 relativ zum Gegengewinde 36 lässt sich der Gewindebolzen 34 entgegen der Pressrichtung 18 bewegen, wobei der über das Federelement 38 mit dem Gewindebolzen 34 verbundene Stempelkörper 32 mitbewegt wird, sobald das Federelement 38 dekomprimiert ist. Ist dieser Zustand erreicht, so bewegt sich schließlich auch das Druckelement 26 entgegen der Pressrichtung 18, da das Druckelement 26 federgelagert ist und zwar derart, dass eine Anzahl Federelemente 42 des Druckelements 26 in der Artikel-Stellung gespannt sind. Im Ausführungsbeispiel sind die Federelemente 42 des Druckelements 26 dabei als Spiralfedern ausgebildet, die über stiftartige Anformungen 44 am plattenförmigen Teil 28 des Druckelements 26 gestülpt und beispielsweise an einer Wandung des zuvor genannten Hilfsrahmens 30 bzw. Gehäuses abgestürzt sind.
Wird nun der Gewindebolzen 34 entgegen der Pressrichtung 18 bewegt, bis sich das Druckelement 26 ebenfalls entgegen der Pressrichtung 18 bewegt, so wird hierdurch die Klemmmechanik 24 in eine Steck-Stellung verbracht, in der die Aufnahme 20 der Kontaktvorrichtung 22 vergrößert ist und die beiden Freienden 10,12 der beiden Kontaktbleche 6,8 nicht mehr gegeneinander gepresst werden sondern nur noch lose aufeinander aufliegen. In diesem Zustand lässt sich zumindest eines der beiden Freienden 10,12 der beiden Kontaktbleche 6,8 im Wesentlichen kraftfrei oder widerstandslos aus der Aufnahme 20 herausziehen. Hierdurch wird dann die reversibel lösbare Steckkontaktverbindung 2 wieder gelöst oder aufgelöst. Andersherum wird die reversibel lösbar Steckkontaktverbindung 2 ausgebildet, indem zunächst zumindest eines der beiden Freienden 10,12 der beiden Kontaktbleche 6,8 im Wesentlichen kraftfrei oder widerstandslos in die Aufnahme 20 eingesteckt wird. In Summe ist somit eine Art „Null-Kraft-Stecker“ oder „Null-Kraft-Steckverbindung“ ausgebildet.
Die in 1 dargestellte Steckkontaktverbindung 2 ist zudem gemäß einer nicht dargestellten Variante von einem Gehäuse zumindest teilweise umschlossen. Bevorzugt sind dann lediglich die Kontaktbleche 6,8 und ein Ende des Gewindebolzen 34 aus dem Gehäuse herausgeführt, wobei typischerweise dieses Ende des Gewindebolzen 34 als Stellelement oder Griff vorgesehen ist oder ausgebildet ist zur manuellen Bedienung durch einen Bediener. Alternativ ist der Gewindebolzen 34 mithilfe eines Antriebs gegen das Gegenwindsgewinde 36 verdrehbar.
Eine zweite Ausführungsvariante der Steckkontaktverbindung 2 und insbesondere der Kontaktvorrichtung 22 ist in 5 gezeigt. Der wesentliche Unterschied zur Ausführungsvariante gemäß 1 ist die Ausgestaltung der Klemmmechanik 24. Anstatt eines Gewindebolzen 34 weist die Klemmmechanik 24 hier eine Exzenterwelle 48 auf, welche mit dem Stempelkörper 32 über das Federelement 38 verbunden ist.
Teil der Exzenterwelle 48 ist dabei im Ausführungsbeispiel eine als Welle ausgeführte Basis 50, beispielsweise aus Hartplastik, an deren Enden jeweils ein Griff 46 zur manuellen Bedienung befestigt ist. Alternativ sind die beiden Enden über einen Bügel als Hebel oder als Griff miteinander verbunden. Etwa mittig an der Basis 50 ist eine Verbindungshülse 52 positioniert, mit der das Federelement 38 und somit der Stempelkörper 32 verbunden ist. Dabei ist die Verbindungshülse 52 gegen eine Verschiebung in Richtung der Mittellängsachse der Basis 50 gesichert ist und um die Basis 50 rotierbar gelagert. Zudem weist die Exzenterwelle 48 zwei Lagerhülsen 54 auf, mit denen die Basis 50 und somit die Exzenterwelle 48 exzentrisch gelagert ist. Die Lagerhülsen 54 sind dabei über die Basis 50 gestülpt und an der Basis 50 fixiert. Zur exzentrischen Lagerung weisen die Lagerhülsen 54 eine über den Umfang hinweg variierende radiale Ausdehnung auf.
Eine dritte Ausführungsvariante der Steckkontaktverbindung 2 ist in 6 schematisch wiedergegeben. Hier sind die beiden Freienden 10,12 der beiden Kontaktbleche 6,8 gemäß der Darstellung 7 ausgeführt. Bei dieser Ausführungsvariante ist das erste Freiende 10 des ersten Kontaktblechs 6 Teil einer nicht vollständig abgebildeten Verteilerschiene und das zweite Kontaktblech 8 ist als Leiterstreifen ausgebildet, der an einem Ende mit einem abisolierten Ende einer elektrischen Leitung verschweißt ist. Das andere Ende des zweiten Kontaktblechs 8, also das zweite Freiende 12, bildet eine Art Manschette aus mit einem quaderförmigen Profil, so wie dies in 7 angedeutet ist. Das erste Freiende 10 des ersten Kontaktblechs 6 wird dann zur Ausbildung der Steckkontaktverbindung 2 in die Manschette hineingeschoben, wobei auch hier kein signifikanter Kraftaufwand notwendig ist.
Bei ausgebildeter Steckkontaktverbindung 2 sind auch hier die beiden Freienden 10,12 der beiden Kontaktbleche 6,8 gegeneinander verpresst, wobei die Klemmmechanik 24 im Falle der Ausführung gemäß 6 wiederum eine Exzenterwelle 56 aufweist, In diesem Fall ist die Exzenterwelle 56 allerdings nicht über eine Hülse mit einem Stempelkörper 58 verbunden, stattdessen ist eine Art Berührungskontakt oder Schleifkontakt zwischen der Exzenterwelle 56 und dem Stempelkörper 58 ausgebildet. Die Berührung ist dabei typischerweise gegeben zwischen einem Nocken der Exzenterwelle 56 und zum Beispiel einem halbkugelförmigen Teil 60 des Stempelkörpers 58. Der Nocken wird dabei zum Beispiel ausgebildet durch eine Material-Vorwölbung oder durch ein separates Bauteil, beispielsweise durch eine Nocken-Hülse 62, die an einer als Welle ausgebildeten Basis 64 der Exzenterwelle 56 fixiert ist. Bevorzugt ist letztere Variante, wobei in diesem Fall das separate Bauteil weiter bevorzugt aus einem weicheren und/oder flexibleren Material gefertigt ist.
Je nach Ausführungsvariante weist die Exzenterwelle 56 zudem wiederum Lagerhülsen zur exzentrischen Lagerung auf oder die Exzenterwelle 56 ist so wie in der Darstellung gemäß 6 zentrisch gelagert und lediglich über den Nocken ist eine Exzentrizität realisiert.
Zudem fungiert bei dieser Ausführungsvariante der Stempelkörper 58 als Druckelement, mit dem bei ausgebildeter Steckkontaktverbindung 2 direkt Druck auf die Freienden 10,12 der beiden Kontaktbleche 6,8 ausgeübt wird. Für den Gegendruck ist bei dieser Ausführungsvariante zudem ein zweiter Stempelkörper 66 vorgesehen, der beispielsweise im Wesentlichen identisch ausgestaltet ist wie der Stempelkörper 58.
Alternativ ist eine Steckkontaktverbindung 2 denkbar mit einer Klemmmechanik 24 wie sie in 8 wiedergegeben ist. Hier werden die beiden Freienden 10,12 der beiden Kontaktbleche 6,8 bei ausgebildeter Steckkontaktverbindung 2 mithilfe einer Klammer 68 zusammengepresst, die in 9 separat dargestellt ist. Somit fungiert bei dieser Ausführungsvariante die Klammer 68 als Druckelement, mit der bei ausgebildeter Steckkontaktverbindung 2 direkt Druck auf die Freienden 10,12 der beiden Kontaktbleche 6,8 ausgeübt wird.
Die Klammer 68 weist dabei näherungsweise U-förmiges Profil auf. Im Ausführungsbeispiel ist die Klammer 68 als einstückige, einteilige oder monolithische Klammer 68 aus Metall ausgeführt. Sie weist zwei Schenkel 70 auf, deren Freienden im Ausführungsbeispiel einen S-förmigen Verlauf im Profil zeigen und zudem spiegelsymmetrisch zueinander geformt sind.
In 8 befindet sich die Klemmmechanik 24 und somit die Klammer 68 in der Arretiert-Stellung, in der die Klammer 68 die beiden Freienden 10,12 der beiden Kontaktbleche 6,8 gegeneinander presst. Zur Überführung der Klemmmechanik 24 in die Steck-Stellung ist die Klammer 68 verschiebbar, wobei die Klammer 68 im Ausführungsbeispiel linear verschiebbar ist, also von rechts nach links in 8. Die Klammer Ist dabei im Ausführungsbeispiel durch Hilfsstrukturen 72 an einer Gehäusewandung eines Gehäuses geführt.
Zur Verschiebung der Klammer 68 weist die Klemmmechanik 24 gemäß 8 eine Zughebelmechanik auf mit einem Hebel 74 zur manuellen Bedienung durch einen Bediener. Dieser Hebel 74 ist an einer Drehachse 76 gelagert und beispielsweise aus einem Kunststoff gefertigt. Durch ein Bedienen des Hebels 74, also ein Drehen um die Drehachse 76, wird auch ein mit dem Hebel 74 fest verbundenes Stellglied 78, typischerweise aus einem Isoliermaterial beispielsweise einem Kunststoff, um die Drehachse 76 verdreht, wodurch das Stellglied 78 die Klammer 68 linear verschiebt. Hierbei sind das Stellglied 78 und die Klammer 68 im Ausführungsbeispiel über einen Bolzen 80 miteinander verbunden, der die Klammer 68 durchsetzt und in eine näherungsweise ovale Öse im Stellglied 78 eingreift.
Bezugszeichenliste

2: Steckkontaktverbindung
4: Bordnetz
6: erstes Kontaktblech
8: zweites Kontaktblech
10: erstes Freiende
12: zweites Freiende
14: Längsrichtung
16: Anformung
18: Pressrichtung
20: Aufnahme
22: Kontaktvorrichtung
24: Klemmmechanik
26: Druckelement
28: plattenförmiger Teil
30: Hilfsrahmen
32: Stempelkörper
34: Gewindebolzen
36: Gegengewinde
38: Federelement
40: flacher Teil
42: Federelement
44: stiftartige Anformung
46: Griff
48: Exzenterwelle
50: Basis
52: Verbindungshülse
54: Lagerhülse
56: Exzenterwelle
58: Stempelkörper
60: halbkugelförmiger Teil
62: Nocken-Hülse
64: Basis
66: Stempelkörper
68: Klammer
70: Schenkel
72: Hilfsstruktur
74: Hebel
76: Drehachse
78: Stellglied
80: Bolzen
82: Öse

Claims

Bordnetz (4), insbesondere für ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug, aufweisend zwei Kontaktbleche (6,8), nämlich ein erstes Kontaktblech (6) und ein zweites Kontaktblech (8), sowie eine Kontaktvorrichtung (22), mittels derer eine reversibel lösbare elektrische Steckkontaktverbindung (2) zwischen den zwei Kontaktblechen (6,8) ausgebildet ist, wobei die Kontaktvorrichtung (22) aufweist - eine sich in einer Längsrichtung (14) erstreckende Aufnahme (20) zur Ausbildung eines Flächenkontakts zwischen den zwei Kontaktblechen (6,8) und - eine Klemmmechanik (24) mit einer Steck-Stellung sowie mit einer Arretier-Stellung, wobei - in der Steck-Stellung zumindest eines der zwei Kontakbleche (6,8) in Längsrichtung (14) widerstandsfrei in die Aufnahme (20) einführbar ist, - die Klemmmechanik (24) zumindest ein quer zur Längsrichtung (14) verstellbares Druckelement (26,58,68) aufweist, mit dessen Hilfe die beiden Kontaktbleche (6,8) in der Arretier-Stellung im Bereich des Flächenkontakts gegeneinander gepresst werden, und - entweder die Klemmmechanik (24) einen Stempelkörper (32) aufweist, der auf das Druckelement (26) einwirkt, oder das Druckelement (58) einen Stempelkörper (58) aufweist.
Bordnetz (4) nach Anspruch 1, wobei die Klemmmechanik (24) ein Stellelement (46,74), insbesondere einen Griff (46) oder einen Hebel (74) zur manuellen Bedienung, aufweist zur Verstellung der Klemmmechanik (24) zwischen der Steck-Stellung und der Arretier-Stellung
Bordnetz (4) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Klemmmechanik (24) eine Exzenterwelle (48,56) aufweist, mittels der das Druckelement (26,58) verstellbar ist, wobei die Exzenterwelle (48,56) zur Verstellung des Druckelements (58) einen Nocken (62) aufweist und/oder wobei die Exzenterwelle (48) zur Verstellung des Druckelements (26) exzentrisch gelagert ist.
Bordnetz (4) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Klemmmechanik (24) einen Gewindebolzen (34) aufweist, mittels dem das Druckelement (26) verstellbar ist.
Bordnetz (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Stempelkörper (32) federgelagert ist.
Bordnetz (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Druckelement (26) einen tischförmigen Körper (26) mit einem plattenförmigen Teil (28) und mit stiftartigen Anformungen (44) aufweist.
Bordnetz (4) nach Anspruch 6, wobei der tischförmige Körper (26) federgelagert ist.
Bordnetz (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei eines der zwei Kontaktbleche (6) an zwei einander gegenüberliegenden Seiten eines Freiendes (10) jeweils Anformungen (16) aufweist, zwischen denen ein Freiende (12) des anderen Kontaktblechs (8) einliegt.
Bordnetz (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die reversibel lösbare elektrische Steckkontaktverbindung (2) für einen Nennstrom im Bereich 5A bis 200A, insbesondere im Bereich 10A bis 100A, ausgebildet ist.
Kontaktvorrichtung (22) ausgestaltet zur Ausbildung einer reversibel lösbaren elektrischen Steckkontaktverbindung (2) zwischen zwei Kontaktblechen (6,8), nämlich einem ersten Kontaktblech (6) und einem zweiten Kontaktblech (8), sowie insbesondere ausgestaltet zur Ausbildung eines Bornetzes (4) nach einem der vorherigen Ansprüche und aufweisend - eine sich in einer Längsrichtung (14) erstreckende Aufnahme (20) zur Ausbildung eines Flächenkontakts zwischen den zwei Kontaktblechen (6,8) und - eine Klemmmechanik (24) mit einer Steck-Stellung sowie mit einer Arretier-Stellung, wobei - in der Steck-Stellung zumindest eines der zwei Kontakbleche (6,8) in Längsrichtung (14) widerstandsfrei in die Aufnahme (20) einführbar ist, - die Klemmmechanik (24) zumindest ein quer zur Längsrichtung (14) verstellbares Druckelement (26,58,68) aufweist, mit dessen Hilfe die beiden Kontaktbleche (6,8) in der Arretier-Stellung im Bereich des Flächenkontakts gegeneinander gepresst werden, und - entweder die Klemmmechanik (24) einen Stempelkörper (32) aufweist, der auf das Druckelement (26) einwirkt, oder das Druckelement (58) einen Stempelkörper (58) aufweist.