DE102021001530A1

DE102021001530A1 - Electrical connector and method of making same

Info

Publication number: DE102021001530A1
Application number: DE102021001530.4A
Authority: DE
Inventors: Gabriel Manta; Harald Schoppel
Original assignee: Gentherm GmbH
Current assignee: Gentherm GmbH
Priority date: 2020-12-31
Filing date: 2021-03-24
Publication date: 2022-06-30

Abstract

Es ist ein elektrisches Verbindungselement (10) mit einer elektrisch leitenden Kontaktbuchse (18) offenbart, welche in einem Durchbruch (20) eines elektrisch leitenden Flachmaterials (12, 22) aufgenommen ist und mit einem stirnseitigen Absatz (32) an einer ersten Oberfläche (34) des Flachmaterials (12, 22) anliegt. Ein Schaft (24) der Kontaktbuchse (18) ist an einer dem stirnseitigen Absatz (32) abgewandten Seite mit einer elektrisch leitenden Überwurfhülse (26) versehen, welche den Schaft (24) zumindest abschnittsweise umschließt und mit einem stirnseitigen Absatz (28) an einer zweiten Oberfläche (36) des elektrisch leitenden Flachmaterials (12, 22) anliegt.Es besteht eine form- und kraftschlüssige Verbindung der Überwurfhülse (26) mit dem Schaft (24) der Kontaktbuchse (18).Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines solchen elektrischen Verbindungselementes (10).An electrical connecting element (10) is disclosed with an electrically conductive contact socket (18) which is accommodated in an opening (20) in an electrically conductive flat material (12, 22) and has a front shoulder (32) on a first surface (34 ) of the flat material (12, 22). A shank (24) of the contact socket (18) is provided with an electrically conductive cap sleeve (26) on a side facing away from the shoulder (32) on the front side, which cap sleeve (26) encloses the shank (24) at least in sections and has a shoulder (28) on the front side on a second surface (36) of the electrically conductive flat material (12, 22). There is a positive and non-positive connection between the cap sleeve (26) and the shank (24) of the contact socket (18). such electrical connection element (10).

Description

Die vorliegende Erfindung befasst sich mit einem elektrischen Verbindungselement mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zur Herstellung und zum Zusammenfügen eines elektrischen Verbindungselementes mit den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruchs.The present invention relates to an electrical connecting element having the features of independent claim 1. The invention also relates to a method for producing and assembling an electrical connecting element having the features of independent method claim.

Bei der Herstellung elektrischer Kontakte zwischen flexiblen Leitungen und starren Verbindungs- oder Trägerbauteilen sind regelmäßig unterschiedliche Anforderungen zu erfüllen. So ist es bei den meisten solcher Verbindungen erforderlich, die flexible Leitung nicht in ihrer Bewegungsmöglichkeit einzuschränken. Andererseits soll eine mechanisch belastbare Verbindung geschaffen werden. Darüber hinaus ist es oftmals wichtig, ausreichende Leitungsquerschnitte zur Verfügung zu stellen, um bei den solchermaßen hergestellten Kontaktstellen keine zu hohen elektrischen Übergangswiderstände zu erzeugen.When making electrical contacts between flexible lines and rigid connection or support components, different requirements must be met as a rule. With most such connections, it is necessary not to restrict the flexible line in its ability to move. On the other hand, a mechanically resilient connection is to be created. In addition, it is often important to provide sufficient line cross-sections so that the contact points produced in this way do not generate too high electrical contact resistances.

Generell ist bei elektrischen Kontakten, über die nennenswerte elektrische Ströme fließen sollen, ein möglichst geringer Übergangswiderstand anzustreben, um Übertragungsverluste, bei denen elektrischer Strom in Wärme umgewandelt wird, so gering wie möglich zu halten. Ein besonderer Anwendungsfall für solche elektrischen Kontakte sind Anschlusskontakte, bei denen eine Verschraubung sowohl für eine lösbare mechanische Verbindung wie auch für die Sicherstellung eines zuverlässigen elektrischen Kontaktes mit möglichst geringem Übergangswiderstand zu sorgen hat.In general, in the case of electrical contacts through which appreciable electrical currents are to flow, the aim is to have the lowest possible contact resistance in order to keep transmission losses, in which electrical current is converted into heat, as low as possible. A special application for such electrical contacts are connection contacts, in which a screw connection has to ensure both a detachable mechanical connection and a reliable electrical contact with the lowest possible contact resistance.

Die einfachste Variante zur Herstellung einer elektrischen Kontaktierung zwischen einer flexiblen elektrischen Verbindungsleitung und einem metallischen Trägerbauteil wie bspw. einem Metallblech besteht darin, die Leitungsverbindung mittels einer Blechschraube im Metallblech zu verankern. Zwar kann hierdurch eine feste mechanische Verbindung hergestellt werden, doch ist die vollflächige Kontaktierung zwischen der Leitungsverbindung und dem Metallblech nicht immer mit der gewünschten Qualität herstellbar und insbesondere oftmals nicht reproduzierbar. Aus diesem Grund wird für viele Anwendungsfälle nach höherwertigen Verbindungsmöglichkeiten gesucht.The simplest variant for producing an electrical contact between a flexible electrical connecting line and a metallic carrier component such as a sheet metal consists of anchoring the line connection in the sheet metal using a self-tapping screw. Although a firm mechanical connection can be established in this way, the full-area contacting between the line connection and the sheet metal cannot always be produced with the desired quality and, in particular, is often not reproducible. For this reason, higher-quality connection options are sought for many applications.

Eine gängige Variante zur Herstellung von schraubbaren Anschlusskontakten besteht darin, an ein flächiges Metallstück eine Gewindehülse anzubringen, etwa mittels eines Hartlötprozesses oder mittels eines Ultraschallschweißprozesses. Eine in der Praxis üblich gewordene Variante besteht in diesem Zusammenhang zudem darin, zunächst in der beschriebenen Weise einen Kontaktring am flächigen Metallstück anzubringen und dort anschließend eine passende Gewindebuchse einzupressen.A common variant for the production of screwable connection contacts consists in attaching a threaded sleeve to a flat piece of metal, for example by means of a hard soldering process or by means of an ultrasonic welding process. In this context, a variant that has become common in practice consists in first attaching a contact ring to the flat piece of metal in the manner described and then pressing in a suitable threaded bushing there.

Der für eine solche stabile Verankerung einer Gewindebuches erforderliche Fertigungsaufwand ist zwangsläufig mit erhöhten Fertigungskosten verbunden. Aus diesem Grund kann es als vorrangiges Ziel der vorliegenden Erfindung betrachtet werden, eine mit geringem Aufwand und vergleichsweise kostengünstig herzustellende Verankerung für Leitungsverbindungen an Trägerbauteilen wie Metallblechen o. dgl. zur Verfügung zu stellen, die zudem möglichst günstige elektrische Eigenschaften zeigt.The manufacturing effort required for such a stable anchoring of a threaded bush is inevitably associated with increased manufacturing costs. For this reason, it can be regarded as the primary aim of the present invention to provide an anchoring for line connections on carrier components such as sheet metal or the like that can be produced with little effort and comparatively inexpensively and which also has the best possible electrical properties.

Dieses Ziel der Erfindung wird mit dem Gegenstand der unabhängigen Ansprüche erreicht. Merkmale vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung finden sich in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen.This object of the invention is achieved with the subject matter of the independent claims. Features of advantageous developments of the invention can be found in the respective dependent claims.

So schlägt die Erfindung zur Erreichung des genannten Ziels ein elektrisches Verbindungselement mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 vor, das im Wesentlichen dazu dienen soll, eine schraubbare Kontaktierungsmöglichkeit in flächigen Metallstücken wie Metallblechen, Blechstreifen etc. zur Verfügung zu stellen, die sich nicht nur schnell und leicht herstellen lässt, sondern darüber hinaus vorteilhafte elektrische Eigenschaften bietet.In order to achieve the stated goal, the invention proposes an electrical connection element with the features of independent claim 1, which is essentially intended to provide a screwable contacting option in flat metal pieces such as metal sheets, sheet metal strips, etc., which not only quickly and easy to produce, but also offers advantageous electrical properties.

Das erfindungsgemäße elektrische Verbindungselement umfasst eine elektrisch leitende Kontaktbuchse, die bspw. als Gewindebuchse ausgestaltet sein kann, und die in einem Durchbruch eines elektrisch leitenden Flachmaterials wie einem Metallblech, einem Kupferblech o.ä. aufgenommen ist. Der Durchbruch kann bspw. eine Bohrung, eine Ausstanzung oder eine anderweitig hergestellte Aussparung im elektrisch leitenden Flachmaterial oder im Metallblech sein, wobei die Größe oder der Durchmesser des Durchbruchs sinnvollerweise mit den Dimensionen der Gewindebuchse korrespondiert, so dass diese mit geringem Spiel oder spielfrei im Durchbruch aufgenommen sein kann, wenn sie dort eingefügt wird.The electrical connection element according to the invention comprises an electrically conductive contact socket, which can be designed as a threaded socket, for example, and which is accommodated in an opening in an electrically conductive flat material such as a metal sheet, a copper sheet or the like. The opening can be, for example, a hole, a punched section or a recess made in some other way in the electrically conductive flat material or in the sheet metal, with the size or diameter of the opening corresponding to the dimensions of the threaded bushing so that it has little or no play in the opening may be included when pasted there.

Durch das Zusammenfügen oder Einfügen der Kontaktbuchse im Flachmaterial oder Metallblech liegt die Kontaktbuchse mit einem stirnseitigen Absatz an einer ersten Oberfläche des Flachmaterials an, während ein Schaft der Kontaktbuchse an einer dem stirnseitigen Absatz abgewandten Seite mit einer elektrisch leitenden Überwurfhülse versehen ist, wobei diese Überwurfhülse auch als Kontaktring betrachtet und bezeichnet werden kann.By assembling or inserting the contact socket in the flat material or sheet metal, the contact socket rests with a front shoulder on a first surface of the flat material, while a shank of the contact socket is provided with an electrically conductive cap sleeve on a side facing away from the front shoulder, this cap sleeve also being can be considered and referred to as a contact ring.

Die Überwurfhülse oder der Kontaktring umschließt den Schaft der Kontaktbuchse zumindest abschnittsweise und liegt mit einem stirnseitigen Absatz an einer zweiten Oberfläche des elektrisch leitenden Flachmaterials an.The coupling sleeve or the contact ring encloses the shank of the contact socket at least in sections and lies with an end face Paragraph on a second surface of the electrically conductive sheet material.

Die Erfindung sieht eine form- und kraftschlüssige Verbindung der Überwurfhülse mit dem Schaft der Kontaktbuchse vor, wodurch bei dem fertiggestellten Verbindungselement für eine weitgehend spielfreie Fixierung der beiden Teile im Flachmaterial gesorgt ist.The invention provides a positive and non-positive connection of the cap sleeve with the shank of the contact socket, which ensures that the two parts in the flat material are fixed largely without play in the finished connecting element.

Bei dem erfindungsgemäßen elektrischen Verbindungselement kann die Überwurfhülse den Schaft der Kontaktbuchse zumindest abschnittsweise in form- und kraftschlüssiger Verbindung umschließen, wobei die form- und kraftschlüssige Verbindung insbesondere eine Pressverbindung sein kann. Mittels einer solchen Pressverbindung wird mittels plastischer Verformungsvorgänge in den Kontaktarealen der beiden verpressten Bauteile eine weitgehend unlösbare Verbindung geschaffen, die sich bei üblicher Nutzung des Verbindungselementes den auftretenden Kräften und Momenten, etwa durch von außen einwirkende Zug- oder Biegekräfte nicht lockert oder löst.In the electrical connection element according to the invention, the cap sleeve can enclose the shank of the contact socket at least in sections in a positive and non-positive connection, wherein the positive and non-positive connection can in particular be a press connection. By means of such a press connection, a largely inseparable connection is created by means of plastic deformation processes in the contact areas of the two pressed components, which during normal use of the connecting element does not loosen or loosen due to the forces and moments that occur, for example due to tensile or bending forces acting from outside.

Der Schaft der Kontaktbuchse kann zumindest abschnittsweise zylindrisch geformt sein, wobei der Schaft der Kontaktbuchse insbesondere hohlzylindrisch geformt sein kann. Bei dieser Ausführungsvariante korrespondieren eine Innenmantelfläche der Überwurfhülse mit einer Außenmantelfläche des Schafts der Kontaktbuchse, so dass korrespondierende Berührflächen zur Verfügung stehen, die einer form- und kraftschlüssig wirkenden Pressverbindung zugänglich sind und ausreichende Kontaktbereiche für eine mechanisch belastbare Verbindung liefern.The shank of the contact socket can be shaped cylindrically at least in sections, wherein the shank of the contact socket can be shaped in particular as a hollow cylinder. In this variant, an inner lateral surface of the coupling sleeve corresponds to an outer lateral surface of the shank of the contact socket, so that corresponding contact surfaces are available which are accessible to a form-fitting and non-positively acting press connection and provide sufficient contact areas for a mechanically resilient connection.

Damit sich das erfindungsgemäße elektrische Verbindungselement zur Herstellung von schraubbaren und damit lösbaren elektrischen Verbindungen eignet, kann in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ein Innengewinde in der Kontaktbuchse eingebracht sein, wahlweise in einer Durchgangsbohrung oder in Gestalt eines Sacklochgewindes.So that the electrical connection element according to the invention is suitable for producing screwable and therefore detachable electrical connections, in a further advantageous embodiment an internal thread can be introduced into the contact socket, optionally in a through hole or in the form of a blind hole thread.

Wie oben erwähnt, kann die Überwurfhülse in vorteilhafter Ausgestaltung zumindest abschnittsweise hohlzylindrisch geformt sein. Der zur zweiten Oberfläche des Flachmaterials weisende Absatz der Überwurfhülse liegt im fertig montierten Zustand des Verbindungselements flächig an der zweiten Oberfläche des Flachmaterials an, so dass dort eine ausreichend große Kontaktfläche geschaffen ist, die einen sehr geringen elektrischen Übergangswiderstand zeigt.As mentioned above, in an advantageous embodiment, the coupling sleeve can be shaped like a hollow cylinder, at least in sections. The shoulder of the cap sleeve pointing to the second surface of the flat material lies flat against the second surface of the flat material in the fully assembled state of the connecting element, so that a sufficiently large contact surface is created there, which shows a very low electrical contact resistance.

Durch den Verpressvorgang der drei Bauteile kann die Überwurfhülse elektrisch leitend mit dem elektrisch leitenden Flachmaterial verbunden werden, da durch den Verpressvorgang die drei Teile unlösbar miteinander verbunden und die Absätze der miteinander verpressten Bauteile das Flachmaterial jeweils von beiden Seiten flächig kontaktieren.By pressing the three components, the coupling sleeve can be electrically connected to the electrically conductive flat material, since the three parts are permanently connected to each other by the pressing process and the shoulders of the components pressed together make contact with the flat material from both sides.

Das Flachmaterial kann bspw. ein Kupferblech oder ein Metallblech aus einer Kupferlegierung oder einer kupferhaltigen Legierung sein, da ein solches Material besonders günstige elektrische Leiteigenschaften aufweist.The flat material can be, for example, a copper sheet or a metal sheet made of a copper alloy or an alloy containing copper, since such a material has particularly favorable electrical conducting properties.

Auch die Überwurfhülse kann aus einer Kupferlegierung oder einer kupferhaltigen Legierung bestehen, wobei hier wahlweise eine galvanisch, mittels Bedampfung oder mittels anderer geeigneter Beschichtungsverfahren aufgebrachte dünne Metallschicht oder Edelmetallschicht als Umhüllung vorgesehen sein kann. Eine solche Beschichtung kann bspw. eine dünne Nickelschicht, eine Silber- oder eine Goldbeschichtung o. dgl. geeignete Metallbeschichtung sein.The cap sleeve can also be made of a copper alloy or an alloy containing copper, with a thin metal layer or precious metal layer applied galvanically, by means of vapor deposition or by means of other suitable coating methods being provided as the casing. Such a coating can be, for example, a thin layer of nickel, a silver or gold coating or similar suitable metal coating.

Da es sinnvoll ist, zu versilbernde Kupferbauteile in mehrschichtigem Aufbau zu beschichten, kann sowohl die Überwurfhülse als auch die Kontaktbuchse zunächst mit einer dünnen Nickelschicht zu versehen, wobei die Stärke der Beschichtung sinnvollerweise zwischen 1 - 3 µm betragen kann. Darüber kann eine weitere Beschichtung mit Silber erfolgen, sinnvollerweise in einer Schichtdicke von 2 - 6 µm.Since it makes sense to coat copper components to be silver-plated in a multi-layer structure, both the cap sleeve and the contact socket can first be provided with a thin layer of nickel, whereby the thickness of the coating can be between 1 - 3 µm. A further coating with silver can be applied on top of this, ideally in a layer thickness of 2 - 6 µm.

Allerdings ist in der Praxis eine Kontaktierung im Bereich der Pressverbindung mit plastisch verformbaren Metallen sinnvoll, so dass dort normalerweise auf eine Beschichtung verzichtet und einer Kontaktierung zwischen Kupferbauteilen der Vorzug zu geben ist.In practice, however, contacting in the area of the press connection with plastically deformable metals makes sense, so that there is usually no coating and contacting between copper components is preferable.

Alle diese genannten Beschichtungsvarianten können einerseits für eine Reduzierung unerwünschter Oxidationseffekte und andererseits für eine weitere Reduzierung des resultierenden Übergangswiderstandes sorgen, der auf diese Weise im Idealfall Werte von weniger als einem Mikroohm (< 1 µOhm annehmen kann.All of these coating variants mentioned can, on the one hand, ensure a reduction in unwanted oxidation effects and, on the other hand, a further reduction in the resulting contact resistance, which in this way can ideally assume values of less than one microohm (< 1 µOhm.

Ein solches Verbindungselement, wie es sich oben in verschiedenen unterschiedlichen Ausführungsvarianten beschrieben findet, kann bspw. als universell verwendbares Anschlusselement für anschraubbare Leitungsverbindungen im Bereich der Akkumulatortechnik Verwendung finden. Was herkömmlicherweise auch als Batteriedeckel bezeichnet wird, meint in der Regel die aus wiederaufladbaren Batterien nach außen herausgeführten Kontaktbereiche, die im Interesse einer modularen und universellen Einsetzbarkeit sinnvollerweise mit genormten Gewindebuchsen oder Gewindebolzen ausgestattet sind, um daran Leitungsverbindungen oder Kontaktbrücken anschrauben zu können.Such a connecting element, as described above in various different design variants, can be used, for example, as a universally usable connecting element for screw-on line connections in the field of accumulator technology. What is conventionally also referred to as a battery cover usually means the contact areas leading out from rechargeable batteries, which, in the interests of modular and universal applicability, are sensibly connected to standardized threaded bushes or threaded bolts are equipped in order to be able to screw on line connections or contact bridges.

Um eine solche Gewindebuchse kann es sich bei dem erfindungsgemäßen Verbindungselement bspw. handeln. Das Verbindungselement kann deshalb auch als sog. Modulverbinder angesehen oder bezeichnet werden. Das hier beschriebene Montageprinzip kann zudem auch als Kontaktringverbindung betrachtet oder bezeichnet werden.The connecting element according to the invention can, for example, be such a threaded bush. The connecting element can therefore also be viewed or referred to as a so-called module connector. The assembly principle described here can also be considered or referred to as a contact ring connection.

Zur Erreichung des oben genannten Ziels schlägt die Erfindung weiterhin ein Verfahren zur Herstellung und zum Zusammenfügen eines solchen elektrischen Verbindungselementes vor, wobei das Verfahren zumindest die nachfolgend aufgelisteten und beschrieben Verfahrensschritte umfasst.In order to achieve the above-mentioned goal, the invention also proposes a method for producing and assembling such an electrical connecting element, the method comprising at least the method steps listed and described below.

Bei dem Verfahren wird zunächst ein elektrisch leitendes Flachmaterial bereitgestellt, das mindestens einen Durchbruch definierter Größe und/oder definierter Kontur aufweist. Dort wird eine elektrisch leitende Kontaktbuchse eingefügt, nämlich in den Durchbruch des elektrisch leitenden Flachmaterials, bis die Kontaktbuchse mit einem stirnseitigen Absatz an einer ersten Oberfläche des Flachmaterials anliegt.In the method, an electrically conductive flat material is first provided, which has at least one opening of a defined size and/or a defined contour. An electrically conductive contact socket is inserted there, namely into the opening in the electrically conductive flat material, until the contact socket bears against a first surface of the flat material with a front shoulder.

Danach erfolgt das Kontaktieren eines Schafts der Kontaktbuchse an einer dem stirnseitigen Absatz abgewandten Seite mit einer elektrisch leitenden Überwurfhülse, die den Schaft zumindest abschnittsweise umschließt.After that, a shank of the contact socket is contacted on a side facing away from the front shoulder with an electrically conductive cap sleeve, which encloses the shank at least in sections.

Schließlich sieht das Verfahren das Herstellen einer form- und kraftschlüssigen und insbesondere dauerhaften Verbindung zwischen der Überwurfhülse und dem Schaft der Kontaktbuchse vor, wobei die Überwurfhülse mit einem stirnseitigen Absatz in flächigem und elektrisch leitendem Kontakt an einer zweiten Oberfläche des elektrisch leitenden Flachmaterials anliegt.Finally, the method provides for the production of a positive and non-positive and in particular permanent connection between the cap sleeve and the shank of the contact socket, with the cap sleeve having a frontal shoulder in flat and electrically conductive contact with a second surface of the electrically conductive flat material.

Bei dem Verfahren wird die form- und kraftschlüssige Verbindung insbesondere durch einen Verpressvorgang hergestellt, bei welchem die Überwurfhülse auf den Schaft der Kontaktbuchse aufgeschoben und dort verpresst wird, wobei zwischen den miteinander verpressten Bauteilen zumindest bereichsweise eine plastische Verformung stattfinden kann.In the method, the positive and non-positive connection is produced in particular by a pressing process in which the coupling sleeve is pushed onto the shank of the contact socket and pressed there, with plastic deformation being able to take place at least in regions between the components pressed together.

Das Verfahren sorgt dafür, dass durch den Verpressvorgang der drei Bauteile die Überwurfhülse dauerhaft und elektrisch leitend mit dem elektrisch leitenden Flachmaterial verbunden wird, worunter insbesondere eine unlösbare Verbindung der drei Teile zu verstehen ist.The method ensures that the coupling sleeve is permanently and electrically conductively connected to the electrically conductive flat material by the pressing process of the three components, which means in particular a non-detachable connection of the three parts.

Das besondere Vorteil besteht darin, dass eine mechanisch belastbare elektrische Anschlussverbindung mit sehr geringem Übergangswiderstand geschaffen werden kann, die sich für verschiedene Zwecke eignen kann.The particular advantage is that a mechanically resilient electrical connection can be created with a very low contact resistance, which can be suitable for various purposes.

Es sei an dieser Stelle ausdrücklich erwähnt, dass alle Aspekte und Ausführungsvarianten, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen elektrischen Verbindungselement erläutert wurden, gleichermaßen Teilaspekte des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung und zum Zusammenfügen eines solchen elektrischen Verbindungselementes betreffen oder bilden können. Wenn daher an einer Stelle bei der Beschreibung oder auch bei den Anspruchsdefinitionen zum erfindungsgemäßen Verbindungselement von bestimmten Aspekten und/oder Zusammenhängen und/oder Wirkungen die Rede ist, so gilt dies gleichermaßen für das erfindungsgemäße Verfahren. In umgekehrter Weise gilt dasselbe, so dass auch alle Aspekte und Ausführungsvarianten, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung und zum Zusammenfügen eines elektrischen Verbindungselementes erläutert wurden, gleichermaßen Teilaspekte des erfindungsgemäßen elektrischen Verbindungselementes betreffen oder sein können. Wenn daher an einer Stelle bei der Beschreibung oder auch bei den Anspruchsdefinitionen zum erfindungsgemäßen Verfahren von bestimmten Aspekten und/oder Zusammenhängen und/oder Wirkungen die Rede ist, so gilt dies gleichermaßen für das erfindungsgemäße elektrische Verbindungselement.It should be expressly mentioned at this point that all aspects and design variants that have been explained in connection with the electrical connection element according to the invention equally relate to or can form partial aspects of the method according to the invention for producing and assembling such an electrical connection element. Therefore, if certain aspects and/or connections and/or effects are mentioned at one point in the description or in the definition of claims for the connection element according to the invention, this applies equally to the method according to the invention. The same applies in reverse, so that all aspects and design variants that have been explained in connection with the method according to the invention for producing and assembling an electrical connection element equally relate to or can be partial aspects of the electrical connection element according to the invention. Therefore, if certain aspects and/or connections and/or effects are mentioned at one point in the description or also in the definition of claims for the method according to the invention, this applies equally to the electrical connecting element according to the invention.

Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele die Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten Figuren näher erläutern. Die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind.

1 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen elektrischen Verbindungselementes.
2 zeigt einen schematischen Längsschnitt durch die Einzelbestandteile der in 1 gezeigten Variante des Verbindungselementes.

In the following, exemplary embodiments are intended to explain the invention and its advantages in more detail with reference to the attached figures. The proportions of the individual elements to one another in the figures do not always correspond to the real proportions, since some forms are shown in simplified form and other forms are shown enlarged in relation to other elements for better illustration.

1 shows a schematic perspective view of an embodiment variant of an electrical connection element according to the invention.
2 shows a schematic longitudinal section through the individual components of 1 shown variant of the connecting element.

Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung verwenden die 1 und 2 jeweils gleiche Bezugsziffern. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar, wie die Erfindung ausgestaltet sein kann und stellen keine abschließende Begrenzung dar. Auch sind die nachfolgend beschriebenen Merkmale jeweils nicht in engem Zusammenhang mit weiteren Merkmalen des jeweiligen Ausführungsbeispiels zu verstehen, sondern können jeweils im allgemeinen Zusammenhang vorgesehen sein bzw. hierfür Verwendung finden.For the same or equivalent elements of the invention use the 1 and 2 the same reference numbers in each case. Furthermore, for the sake of clarity, only reference symbols are shown in the individual figures that are necessary for the description of the respective figure. The illustrated embodiments only represent examples of how the invention can be configured and do not represent any final limitation The features described below are not to be understood in each case in close connection with further features of the respective exemplary embodiment, but can each be provided in the general connection or be used for this purpose.

Die schematische Perspektivansicht der 1 zeigt eine Anordnung, die eine Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Verbindungselementes 10 enthält. Damit ist beispielhaft ein möglicher Anwendungsfall skizziert, da das Verbindungselement 10 insbesondere dazu dienen kann, eine schraubbare Kontaktierungsmöglichkeit für Leitungsverbindungen in einem flächigen Metallabschnitt 12, in einem Metallblech, Blechstreifen etc. zur Verfügung zu stellen. An einer mit einer Schaube 14 befestigbaren Lasche (hier nicht gezeigt) kann bspw. eine starre oder flexible elektrische Leitung 16 befestigt sein. Die Schraube 14 und die Leitung 16 sind hier jeweils durch unterbrochene Linierung angedeutet.The schematic perspective view of the 1 shows an arrangement containing an embodiment variant of a connecting element 10 according to the invention. A possible application is thus outlined as an example, since the connecting element 10 can be used in particular to provide a screwable contacting option for line connections in a flat metal section 12, in a metal sheet, sheet metal strip, etc. A rigid or flexible electric line 16, for example, can be fastened to a clip (not shown here) that can be fastened with a screw 14. The screw 14 and the line 16 are each indicated here by broken lines.

Das hier beispielhaft gezeigte erfindungsgemäße elektrische Verbindungselement 10 umfasst eine elektrisch leitende Kontaktbuchse 18, die als Gewindebuchse ausgestaltet ist, und die in einem Durchbruch 20 des durch einen Blechstreifen 22 gebildeten flächigen Metallabschnittes 12 aufgenommen ist. Der Durchbruch 20 kann bspw. eine passend dimensionierte Bohrung oder Ausstanzung im Metallabschnitt 12 oder im Blechstreifen 22 sein.The electrical connecting element 10 according to the invention shown here as an example comprises an electrically conductive contact socket 18 which is designed as a threaded socket and which is accommodated in an opening 20 in the flat metal section 12 formed by a metal strip 22 . The opening 20 can, for example, be a suitably dimensioned hole or punched-out portion in the metal section 12 or in the metal strip 22 .

Über einen Schaft 24 der Kontaktbuchse 18 ist eine elektrisch leitende Überwurfhülse 26 geschoben, die stirnseitig einen ringförmigen Kragen 28 aufweist, der am Blechstreifen 22 anliegt. Durch eine Pressverbindung zwischen der Überwurfhülse 26 und dem Schaft 24 der Kontaktbuchse 18 ist eine weitgehend spielfreie Fixierung der Elemente im flächigen Metallabschnitt 12 geschaffen.An electrically conductive cap sleeve 26 is pushed over a shank 24 of the contact socket 18 and has an annular collar 28 on the face side, which rests against the metal strip 22 . A press connection between the coupling sleeve 26 and the shank 24 of the contact socket 18 creates a largely play-free fixing of the elements in the flat metal section 12 .

Rein vorsorglich sei an dieser Stelle klargestellt, dass der im vorliegenden Zusammenhang verwendete Begriff des elektrischen Verbindungselementes 10 die drei genannten Bestandteile umfasst, die in der beschriebenen Weise zusammenwirken, nämlich den flächigen Metallabschnitt 12 oder Blechstreifen 22, in dessen Durchbruch 20 sich die Kontaktbuchse 18 befindet, die mittels der auf dem Schaft 24 verpressten Überwurfhülse spielfrei im Metallabschnitt 12 oder Blechstreifen 22 fixiert ist.Purely as a precaution, it should be made clear at this point that the term “electrical connection element 10” used in the present context includes the three named components that interact in the manner described, namely the flat metal section 12 or sheet metal strip 22, in the opening 20 of which the contact socket 18 is located , which is fixed without play in the metal section 12 or sheet metal strip 22 by means of the cap sleeve pressed onto the shaft 24 .

Der Blechstreifen 22 kann sich wahlweise in der in 1 gezeigten Weise in mehrfach abgewinkelten Blechabschnitten 30 fortsetzen, die bspw. Teil eines elektrischen Anschlusskontaktes einer Batteriezelle o. dgl. sein können.The metal strip 22 can optionally be in the in 1 continue in the manner shown in sheet metal sections 30 angled several times, which can be, for example, part of an electrical connection contact of a battery cell or the like.

Der schematische Längsschnitt der 2 zeigt nochmals im Detail die miteinander in Wechselwirkung stehenden Bestandteile der hier gezeigten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen elektrischen Verbindungselementes 10.The schematic longitudinal section of the 2 shows again in detail the interacting components of the embodiment variant of the electrical connection element 10 according to the invention shown here.

Wie es die 2 in schematischer Weise verdeutlicht, kann der zylindrische Schaft 24 wahlweise gestuft sein, wobei sich Stufen geringfügig kleineren Durchmessers in Längserstreckungsrichtung des Schafts 24 jeweils aneinander anschließen können. Den größten Durchmesser weist der Schaft 24 in einem Bereich auf, der sich im Durchbruch 20 des Blechstreifens 22 befindet. Dass die Kontaktbuchse 18 in dieser Position gehalten ist, verdankt sie einem stirnseitigen Kragenbereich 32, der im Durchmesser größer ist als der Durchbruch 20, so dass eine rückseitige Fläche des stirnseitigen Kragenbereichs 32 der Kontaktbuchse 18 an einer ersten Oberfläche 34 des Blechstreifens 22 anliegt und die Kontaktbuchse 18 insofern an der ersten Oberfläche 34 fixiert.Like it the 2 Illustrated schematically, the cylindrical shaft 24 can optionally be stepped, with steps of slightly smaller diameter being able to adjoin one another in the longitudinal direction of the shaft 24 . The shank 24 has the largest diameter in an area that is located in the opening 20 of the metal strip 22 . The fact that the contact socket 18 is held in this position is due to a front collar area 32, which has a larger diameter than the opening 20, so that a rear surface of the front collar area 32 of the contact socket 18 rests against a first surface 34 of the metal strip 22 and the Contact socket 18 is fixed insofar as it is on the first surface 34 .

Der durch den Durchbruch 20 hindurchtretende Schaft 24 der Kontaktbuchse 18 verjüngt sich zu seinem anderen Ende hin in mehreren Stufen. Wie es der schematische Längsschnitt der 2 erkennen lässt, ist dieser sich in Stufen im Durchmesser geringfügig verjüngende Schaft 24 in einer dem stirnseitigen Kragenbereich 32 abgewandten Richtung mit der elektrisch leitenden Überwurfhülse 26 versehen, deren Innenmantelfläche so geformt ist, dass sie den Schaft 24 form- und kraftschlüssig umschließt und ihrerseits mit ihrem stirnseitigen Kragen 28 an einer zweiten Oberfläche 36 des Blechstreifens 22 anliegt, wobei sich die zweite Oberfläche 36 der ersten Oberfläche 34 gegenüberliegend befindet.The passing through the opening 20 shank 24 of the contact socket 18 tapers towards its other end in several stages. As the schematic longitudinal section of the 2 can be seen, this shank 24, which tapers slightly in diameter in steps, is provided with the electrically conductive cap sleeve 26 in a direction away from the front collar area 32, the inner lateral surface of which is shaped in such a way that it encloses the shank 24 in a form-fitting and non-positive manner and, in turn, with its end collar 28 rests against a second surface 36 of the metal strip 22, the second surface 36 of the first surface 34 is located opposite.

Im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die form- und kraftschlüssige Verbindung zwischen der Überwurfhülse 26 und dem Schaft 24 der Kontaktbuchse 18 durch eine Pressverbindung gebildet. Mittels einer solchen Pressverbindung wird mittels plastischer Verformungsvorgänge in den sich umschließenden Bereichen der beiden verpressten Bauteile 24 (Schaft) und 26 (Überwurfhülse) eine weitgehend unlösbare Verbindung geschaffen, die auch größeren Kräften standhalten kann, die bei üblicher Nutzung des Verbindungselementes 10 auftreten können.In the exemplary embodiment described here, the positive and non-positive connection between the coupling sleeve 26 and the shank 24 of the contact socket 18 is formed by a press connection. By means of such a press connection, a largely non-detachable connection is created by means of plastic deformation processes in the enclosing areas of the two pressed components 24 (shank) and 26 (socket sleeve), which can also withstand greater forces that can occur with normal use of the connecting element 10.

Da die Kontaktbuchse 18 zur Aufnahme einer Gewindeschraube 14 (vgl. 1) vorgesehen ist, ist sie hohlzylindrisch gestaltet und mit einem Innengewinde 38 ausgestattet.Since the contact socket 18 is intended to accommodate a threaded screw 14 (cf. 1 ) is provided, it is designed as a hollow cylinder and is equipped with an internal thread 38 .

Die in 2 eingezeichneten und mit den Bezugsziffern 40 bezeichneten Pfeile sollen einen Stromfluss charakterisieren, der mit sehr geringem Übergangswiderstand zwischen der Überwurfhülse 26 und dem Blechstreifen 22 erfolgen kann, begünstigt durch die flächige Kontaktierung des Kragens 28 der Überwurfhülse 26 an der zweiten Oberfläche 36 des Blechstreifens 22.In the 2 Drawn and designated by the reference numerals 40 arrows are intended to characterize a current flow, which is very low Contact resistance between the cap sleeve 26 and the metal strip 22 can occur, favored by the surface contact of the collar 28 of the cap sleeve 26 on the second surface 36 of the metal strip 22.

Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben. Es ist jedoch für einen Fachmann vorstellbar, dass Abwandlungen oder Änderungen der Erfindung gemacht werden können, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen.The invention has been described with reference to a preferred embodiment. However, it will be apparent to a person skilled in the art that modifications or variations can be made in the invention without departing from the scope of the following claims.

BezugszeichenlisteReference List

1010: Verbindungselement, elektrisches VerbindungselementConnection element, electrical connection element
1212: Metallabschnitt, flächiger MetallabschnittMetal section, flat metal section
1414: Schraube, Gewindeschraubescrew, threaded screw
1616: Leitung, elektrische Verbindungsleitung, LeitungsabschnittLine, electrical connection line, line section
1818: Kontaktbuchsecontact socket
2020: Durchbruchbreakthrough
2222: Blechstreifensheet metal strips
2424: Schaftshaft
2626: Überwurfhülsecap sleeve
2828: Kragen (der Überwurfhülse)collar
3030: Blechabschnittesheet metal sections
3232: stirnseitiger Kragenbereich, stirnseitiger Kragen (der Kontaktbuchse)front collar area, front collar (of the contact socket)
3434: erste Oberfläche (des flächigen Metallabschnittes, des Blechstreifens)first surface (of the flat metal section, of the sheet metal strip)
3636: zweite Oberfläche (des flächigen Metallabschnittes, des Blechstreifens)second surface (of the flat metal section, of the sheet metal strip)
3838: Innengewindeinner thread
4040: Stromflusscurrent flow

Claims

Electrical connecting element (10), comprising an electrically conductive contact socket (18) which is accommodated in an opening (20) in an electrically conductive flat material (12, 22) and having a front shoulder (32) on a first surface (34) of the flat material (12, 22), wherein a shank (24) of the contact socket (18) is provided with an electrically conductive cap sleeve (26) on a side facing away from the shoulder (32) on the end face, which encloses the shank (24) at least in sections and with a shoulder (28) on the end face against a second surface (36) of the electrically conductive flat material (12, 22), characterized by a positive and non-positive connection of the coupling sleeve (26) with the shaft (24) of the contact socket (18).

Electrical connector after claim 1 , in which the coupling sleeve (26) encloses the shaft (24) of the contact socket (18) at least in sections in a positive and non-positive connection, the positive and non-positive connection being in particular a press connection.

Electrical connection element according to one of Claims 1 or 2 , in which an inner lateral surface of the coupling sleeve (26) corresponds to an outer lateral surface of the shank (24) of the contact socket (18).

Electrical connection element according to one of Claims 1 until 3 In which the shank (24) of the contact socket (18) is at least partially cylindrical in shape, the shank (24) of the contact socket (18) being in particular hollow-cylindrical in shape.

Electrical connection element according to one of Claims 1 until 4 , In which the contact socket (18) has a through hole with an internal thread (38).

Electrical connection element according to one of claims 3 until 5 , in which the coupling sleeve (26) is at least partially shaped as a hollow cylinder.

Method for producing and assembling an electrical connecting element (10), comprising at least the following method steps: - providing an electrically conductive flat material (12, 22) which has at least one opening (20) of a defined size and/or defined contour, - inserting a electrically conductive contact socket (18) into the opening (20) in the electrically conductive flat material (12, 22), the contact socket (18) resting with a front shoulder (32) on a first surface (34) of the flat material (12, 22). , - contacting a shank (24) of the contact socket (18) on a side facing away from the front shoulder (32) with an electrically conductive cap sleeve (26) which encloses the shank (24) at least in sections, and - producing a positive and non-positive fit and in particular permanent connection between the cap sleeve (26) and the shaft (24) of the contact socket (18), wherein the cap sleeve (26) with a end shoulder (28) in flat and electrically conductive contact with a second Surface (36) of the electrically conductive flat material (12, 22).

procedure after claim 7 , in which the positive and non-positive connection is produced by a pressing process, in which the cap sleeve (26) is pushed onto the shank (24) of the contact socket (18) and pressed there.