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Die Erfindung betrifft einen Modulverbinder zur elektrischen Verbindung zweier elektrischer Module, insbesondere zweier Batteriemodule. Bei den Batteriemodulen handelt es sich bevorzugt um Batteriemodule für Elektrofahrzeuge.
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Die
DE 10 2013 212 348 A1 betrifft Zellverbinderbaugruppen zum elektrisch leitenden Verbinden von Zellterminals einer elektrochemischen Vorrichtung. Voneinander beabstandete Kontaktelemente sind jeweils an die Zellterminals angeschweißt und durch einen elektrisch leitenden Zellverbinder kontaktierend verbunden. Der Zellverbinder ist mit einer Haltevorrichtung lösbar an den Kontaktelementen gehalten.
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Die
DE 10 2018 203 578 A1 betrifft eine Anordnung zur elektrischen Verbindung von Polterminals einer Batterie. Ein Polverbinder mit einem elektrisch leitfähigen Basisteil sowie einer zumindest teilweise auf das Basisteil aufgebrachten, elektrisch isolierenden Beschichtung weist am Basisteil Befestigungs- und Kontaktierungsabschnitte auf. Die elektrisch isolierende Beschichtung bildet im Bereich der Befestigungs- und Kontaktierungsabschnitte eine hohlzylindrische Schraubenkopfaufnahme für einen Schraubenkopf einer Befestigungsschraube.
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Der Abstand zwischen den zwei mit dem Modulverbinder zu verbindenden elektrischen Module kann von einem vorgegebenen Sollabstand abweichen, selbst wenn die elektrischen Module in einem Rastermaß angeordnet sind.
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Mit der Erfindung soll ein Modulverbinder bereitgestellt werden, der in der Lage ist, derartige Lageabweichungen auszugleichen.
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Diese Aufgabe wird für den eingangs genannten Modulverbinder gelöst durch zwei voneinander beabstandete, durch eine Leiteranordnung des Modulverbinders miteinander elektrisch verbundene Kontaktanordnungen, die ausgestaltet sind, den Modulverbinder an den zwei elektrischen Modulen zu befestigen und eine elektrische Verbindung zwischen den zwei elektrischen Modulen und der Leiteranordnung herzustellen, und durch ein elektrisch isolierendes Gehäuse, in dem die Leiteranordnung und die Kontaktanordnungen aufgenommen sind, wobei wenigstens eine der zwei Kontaktanordnungen in einer hin zu und/oder weg von der anderen der zwei Kontaktanordnungen gerichteten Verschieberichtung verschieblich gegenüber der Leiteranordnung an der Leiteranordnung befestigt ist, wobei das Gehäuse zwei in Verschieberichtung gegeneinander verschiebliche Gehäuseteile aufweist und wobei eines der zwei Gehäuseteile in das andere der beiden Gehäuseteile ragt.
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Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht es auf einfache Weise, den Abstand zwischen den beiden Kontaktanordnungen zu verändern. Es muss einfach der eine verschiebliche Kontaktverbinder gegenüber der Leiteranordnung verschoben werden. Im Gegensatz zu den gebogenen und biegsamen Leiteranordnungen, die zum Ausgleichen unterschiedlicher Abstände zwischen den Modulen elastisch aufgebogen werden müssen, ermöglicht die erfindungsgemäße Lösung eine kraftfreie Änderung des Abstandes beim Einbau. Die zwei gegeneinander verschieblichen Gehäuseteile ermöglichen es dem Gehäuse, der Abstandsänderung der beiden Kontaktanordnungen zu folgen
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Mit den im Folgenden erläuterten weiteren Ausgestaltungen kann die obige Lösung nochmals verbessert werden. Die einzelnen Ausgestaltungen sind dabei jeweils unabhängig für sich vorteilhaft und können beliebig miteinander kombiniert werden.
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So kann gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung die Leiteranordnung ein Loch, insbesondere eine Langloch, aufweisen, durch das sich die verschiebliche Kontaktanordnung gegenüber der Leiteranordnung verschieblich erstreckt. Insbesondere kann die Kontaktanordnung entlang des Langloches verschieblich sein. Eine solche Ausgestaltung ist konstruktiv einfach und kostengünstig herzustellen.
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Die verschiebliche Kontaktanordnung ist bevorzugt so lange verschieblich, bis sie vollständig am jeweiligen elektrischen Modul befestigt ist.
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Die Kontaktanordnung kann ein Befestigungselement zur Befestigung des Modulverbinders an einem der zwei elektrischen Module aufweisen. Das Befestigungselement kann beispielsweise als eine Schraube ausgestaltet sein. Das Befestigungselement kann sich durch das Loch in der Leiteranordnung, insbesondere das Langloch, erstrecken und in Verschieberichtung entlang des Loches verschieblich sein. Die Verschieblichkeit des Befestigungselements ermöglicht es, unterschiedliche Abstände der Batteriemodule auf einfache Weise auszugleichen. Die Schraube kann aus einem elektrisch gut leitfähigen Material gefertigt sein und Teil eines Strompfades durch den Modulverbinder sein, entlang dem Strom von einem zum anderen der zwei elektrischen Module fließt. Die Schraube muss nicht notwendigerweise ein Gewinde aufweisen, anstelle eines Gewindes können auch ein oder mehrere Rastelemente oder ein Bajonettverschluss vorhanden sein.
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Das verschiebliche Befestigungselement kann insbesondere zur Befestigung an einem elektrischen Modul um eine Drehachse drehbar und entlang der Drehachse verschieblich im Gehäuse gehalten sein. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine einfache Befestigung, beispielsweise durch ein Gewinde oder einen Bajonettverschluss.
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Bevorzugt ist die verschiebliche Kontaktanordnung bzw. das verschiebliche Befestigungselement, sofern die Kontaktanordnung ein solches aufweist, im Gehäuse in Verschieberichtung fixiert. Eine Fixierung kann ferner in einer sich senkrecht zur Drehachse erstreckenden Ebene vorhanden sein. Eine solche Fixierung stellt sicher, dass keine Spalte entstehen, die eine Berührung von stromführenden Teilen ermöglichen. Hierzu kann in einer weiteren Ausgestaltung auch das Gehäuse einen Finger- und/oder Berührschutz zumindest an den Kontaktanordnungen bilden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann der restliche Modulverbinder um eine Kontaktanordnung schwenkbar sein. Dies ermöglicht es, den Modulverbinder zur Verbindung der beiden elektrischen Module korrekt auszurichten. Die Kontaktanordnung, um die der restliche Modulverbinder schwenkbar ist, kann verschieblich oder fest gegenüber der Leiteranordnung sein.
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Bevorzugt ist die verschiebliche Kontaktanordnung bzw. das verschiebliche Befestigungselement, sofern vorhanden, in einer sich senkrecht zur Schwenkachse erstreckenden Ebene im Gehäuse fixiert. Auch dies dient dazu, unnötige Spalte im Modulverbinder zu verhindern, die ansonsten bei der Verschiebung der Kontaktanordnung bzw. des Befestigungselements relativ zum Gehäuse entstehen könnten.
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Um bei großen Strömen ausreichende Leitungsquerschnitte bereitzustellen, kann wenigstens die verschiebliche Kontaktanordnung einen Kontaktring aufweisen, der, insbesondere zusammen mit dem Befestigungselement, sofern vorhanden, gegenüber der Leiteranordnung verschieblich ist. Insbesondere kann der Kontaktring zusammen mit der restlichen Kontaktanordnung einstückig verschieblich kombiniert sein. Die Verschieberichtung kann beispielsweise durch die Richtung des Langloches vorgegeben sein. Der Kontaktring kann hülsenförmig sein. Der Kontaktring ist Teil des Strompfades. Der Kontaktring kann eine kreisförmige oder polygonale Grundfläche bzw. Außenkontur und eine Durchgangsöffnung für das Befestigungsmittel aufweisen.
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Wenigstens in einem Zustand des Modulverbinders, in dem dieser an den zwei elektrischen Modulen angebracht ist, berührt der Kontaktring die Leiteranordnung. Dies ermöglicht den Stromfluss über den Kontaktring. Zusätzlich oder alternativ kann auch das Befestigungsmittel eine leitende Verbindung zwischen Leiteranordnung und elektrischem Modul herstellen.
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Kontaktring und Leiteranordnung können sich in einer insbesondere planen Kontaktzone berühren, deren Flächeninhalt unabhängig von der Verschiebung bzw. relativen Position der verschieblichen Kontaktanordnung relativ zur Leiteranordnung gleich ist. Dabei sollen Abweichung von ± 15 % noch als gleich gelten. Diese Ausgestaltung stellt sicher, dass der Übergangswiderstand des Modulverbinders unabhängig von der Verschiebeposition der Kontaktanordnung ist. Auch große Ströme können so ohne Rücksicht auf die relative Lage von Kontaktanordnung und Leiteranordnung übertragen werden.
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Um einen möglichst gleichbleibenden Flächeninhalt der Kontaktzone zu gewährleisten, kann beispielsweise eine Länge des Langlochs kleiner oder gleich der Summe des halben Durchmessers der Durchgangsöffnung des Kontaktrings und des halben Außendurchmessers des Kontaktrings, jeweils gemessen in der Ebene der Kontaktzone, sein. Alternativ oder zusätzlich sollte ein Abstand des Langloches von dem dem Langloch nächsten Ende der Leiteranordnung größer oder gleich sein der Hälfte der Differenz von Außendurchmesser des Kontaktrings und Durchmesser der Durchgangsöffnung, jeweils ebenfalls gemessen in der Ebene der Kontaktzone.
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Der Kontaktring kann an seinem der Leiteranordnung zugewandten Ende eine radial vorspringende Schulter aufweisen. Diese Schulter vergrößert zum einen der Kontaktring zwischen Leiteranordnung und Kontaktring. Sie kann zudem in einer komplementären Aufnahme des Gehäuses aufgenommen sein und den Kontaktring auf diese Weise im Gehäuse fixieren.
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Das Befestigungselement und der Kontaktring können relativ zueinander in Verschieberichtung bzw. in der zur Schwenkachse und/oder Drehachse senkrechten Ebene relativ zueinander unverschieblich verbunden sein. Eine solche Fixierung kann beispielsweise durch eine Durchgangsöffnung des Kontaktringes ermöglicht sein, durch die sich das Befestigungselement erstreckt.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann an jeder Seite der Leiteranordnung eine Lagerstelle für das Befestigungselement einer Kontaktanordnung vorgesehen sein, wobei in den Lagerstellen das Befestigungselement relativ zur Leiteranordnung um eine Drehachse drehbar und entlang der Drehachse verschieblich gehalten ist. Die beiden voneinander beabstandeten Lagerstellen verhindern, dass sich das Befestigungselement verkeilt.
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Eine Bewegung senkrecht zur Drehachse ist bevorzugt durch die Lagerstellen blockiert. Eine Lagerstelle kann sich am Kontaktring befinden und beispielsweise von einer Durchgangsöffnung des Kontaktringes gebildet sein, durch die sich das Befestigungselement erstreckt.
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Eine Lagerstelle kann vom Gehäuse und einem Kopf des Befestigungselements, beispielsweise einem Schraubenkopf, gebildet sein.
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Die Kontaktanordnungen können jeweils mit einem Finger- und/oder Berührschutz versehen sein. Der Finger- und/oder Berührschutz ist insbesondere normgerecht ausgestaltet und verhindert, dass bei der Bedienung zufällig ein Kontakt mit einer stromführenden Komponente des Modulverbinders hergestellt werden kann. Der Finger- und/oder Berührschutz kann Teil einer Lagerstelle, insbesondere der Lagerstelle am Schraubenkopf, sein. Beispielsweise kann der Schraubenkopf mit einem elektrisch isolierenden Material überzogen bzw. bedeckt sein. Ein solcher Finger- und/oder Berührschutz des Schraubenkopfes kann um die Drehachse drehbar am Gehäuse, beispielsweise einem Kragen des Gehäuses, anliegen.
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Es ist ausreichend, wenn lediglich eine der zwei Kontaktanordnungen eines Modulverbinders gegenüber der Leiteranordnung verschieblich ist. Um jedoch größere Abstandsänderungen kompensieren zu können, ist es auch möglich, dass beide Kontaktanordnungen des Modulverbinders identisch ausgestaltet und verschieblich gegenüber der Leiteranordnung an der Leiteranordnung befestigt sind. Beispielsweise können beide Kontaktanordnungen durch Löcher, insbesondere Langlöcher, der Leiteranordnung hindurchreichen und in den Löchern verschieblich sein.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann das Gehäuse in der Verschieberichtung teleskopierbar ausgestaltet sein. Durch die Teleskopierbarkeit kann das Gehäuse der Änderung des Abstands zwischen den beiden Kontaktanordnungen folgen, ohne dass Lücken entstehen, durch die ein stromführendes Element kontaktiert werden könnte.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann eines der zwei Gehäuseteile in das andere der beiden Gehäuseteile eingesteckt sein. Auch diese Ausgestaltung ermöglicht es dem Gehäuse, der Abstandsänderung der beiden Kontaktanordnungen zu folgen.
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Bevorzugt sind in einem Gehäuseteil eine Kontaktanordnung und die Leiteranordnung unverlierbar aufgenommen. Jedem Gehäuseteil kann eine Kontaktanordnung zugeordnet sein bzw. ein Gehäuseteil nimmt jeweils eine Kontaktanordnung auf. Durch die unverlierbare Halterung kann der Modulverbinder bei der Montage einfach gehandhabt werden.
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Jedes Gehäuseteil kann aus zwei Gehäusehälften zusammengesetzt sein, die jeweils um einen Abschnitt der Leiteranordnung und eine der beiden Kontaktanordnungen zusammengesetzt und geschlossen werden. Dies erlaubt es, auf einfache Weise die unverlierbare Verbindung von einer Kontaktanordnung, einem Gehäuseteil und der Leiteranordnung herzustellen.
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Bevorzugt ist jede Kontaktanordnung in Verschieberichtung mit dem die Kontaktanordnung aufnehmenden Gehäuseteil bezüglich der Verschiebung starr gekoppelt. Die Kontaktanordnung behält bei dieser Ausgestaltung also ihre Lage im jeweiligen Gehäuseteil bei. Der Ausgleich einer Abstandsänderung zwischen den Kontaktanordnungen findet bei einer solchen Ausgestaltung bevorzugt ausschließlich über die relative Bewegung der Gehäuseteile zueinander und nicht über eine Bewegung einer Kontaktanordnung im Gehäuse bzw. in dem die Kontaktanordnung aufnehmenden Gehäuseteil statt. Dies macht es einfacher, für einen normgerechten Finger- und/oder Berührschutz zu sorgen. Bevorzugt überlappen sich die gegeneinander verschieblichen Gehäuseteile auch noch dann, wenn der größtmögliche Abstand zwischen den beiden Kontaktanordnungen eingenommen ist. In einer Ausgestaltung überlappen sich die beiden Gehäuseteile in der Mitte zwischen den beiden Kontaktanordnungen.
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Die Leiteranordnung kann wenigstens an den Kontaktanordnungen von einer Stromschiene gebildet sein. Die Stromschiene weist bevorzugt einen rechteckigen Querschnitt auf, wobei die Flachseiten des Rechtecks bevorzugt in Richtung der elektrischen Module bzw. des Kontaktringes und davon weg weisen.
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Die Stromschiene kann sich durchgängig von der einen zu der anderen Kontaktanordnung erstrecken. Um in einem solchen Fall Längenänderungen aufgrund von Temperaturschwankungen auszugleichen, kann die Stromschiene zwischen den beiden Kontaktanordnungen, insbesondere mittig, einen Bogen, beispielsweise einen U-förmigen Bogen aufweisen. Alternativ kann die Leiteranordnung einen biegsamen Leiterabschnitt, beispielsweise ein Kabel, ein Gewirk, ein Gewebe oder ein Leitergeflecht zwischen den zwei Stromschienen an den Kontaktanordnungen aufweisen. Der biegsame Leiterabschnitt oder der Bogen dienen ausschließlich dem Ausgleich temperaturbedingter Längenänderungen. Die Anpassung des Abstandes der Kontaktanordnungen sollte ausschließlich über die Verschiebung der wenigstens einen verschieblichen Kontaktanordnung gegenüber der Leiteranordnung und ohne elastische Verformung des biegsamen Leiterabschnittes erfolgen. Nur so bleibt die Verbindung zwischen dem Modulverbinder und den elektrischen Modulen kraftfrei.
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Im Folgenden ist die Erfindung anhand unterschiedlicher, lediglich exemplarischer Ausgestaltungen mit Bezug auf die Zeichnungen beispielhaft erläutert. Die einzelnen Ausgestaltungen geben dabei lediglich eine mögliche Merkmalskombination wieder. Einzelne Merkmale einer Ausgestaltung können nach Maßgabe der obigen Ausführungen weggelassen werden, wenn es auf den mit dem jeweiligen Merkmal verknüpften technischen Effekt bei einer bestimmten Anwendung nicht ankommt. Umgekehrt kann ein Merkmal einer beschriebenen Ausgestaltung hinzugefügt werden, sollte es bei einer bestimmten Anwendung der Ausgestaltung auf den mit diesem Merkmal verknüpften technischen Effekt ankommen.
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In den Zeichnungen werden für Merkmale, die einander hinsichtlich Funktion und/oder Aufbau entsprechen, gleiche Bezugszeichen verwendet.
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Es zeigen:
- 1 eine schematische Schnittdarstellung durch einen Modulverbinder;
- 2 eine schematisch perspektivische Darstellung des Modulverbinders der 1 in teilweiser Explosionsdarstellung;
- 3 eine schematische Schnittdarstellung eines weiteren Modulverbinders.
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In den 1 und ist ein Modulverbinder 1 gezeigt, der zwei elektrische Module 2, beispielsweise zwei Batteriemodule, insbesondere Batteriemodule 2 eines Elektrofahrzeugs, elektrisch leitend miteinander verbindet.
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Der Modulverbinder 1 weist zwei voneinander beabstandete Kontaktanordnungen 4 auf, die dazu dienen, die elektrischen Module 2 elektrisch zu kontaktieren und den Modulverbinder 1 an den elektrischen Modulen 2 zu befestigen.
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Ein elektrisches Modul 2 ist zur elektrischen und mechanischen Verbindung mit einer Kontaktanordnung 4 mit einer Kontakt- und Befestigungsstelle 6 versehen, die zur Kontaktanordnung 4 komplementär ausgestaltet ist. Ein Abstand 8 zwischen den Kontakt- und Befestigungsstellen 6 der zu verbindenden elektrischen Module 2 ist meist vorgegeben, kann aber von einem vorgegebenen Sollabstand abweichen.
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Der Modulverbinder 1 weist eine Leiteranordnung 10 auf, die die beiden Kontaktanordnungen 4 elektrisch verbindet. Die Leiteranordnung 10 kann eine sich durchgängig zwischen den beiden Kontaktanordnungen 4 erstreckende Stromschiene 12 sein. Die Stromschiene 12 kann, bevorzugt mittig, zwischen den beiden Kontaktanordnungen 4 einen Bogen 14, insbesondere einen U-förmigen Bogen, aufweisen, um Längenänderungen der Leiteranordnung 10 aufgrund von Temperaturschwankungen auszugleichen. Die Stromschiene 12 weist bevorzugt einen rechteckigen Leitungsquerschnitt auf, dessen Flachseiten 16 in Richtung zu und weg von den elektrischen Modulen 2 weisen. Auch andere Leitungsquerschnitte, beispielsweise quadratisch, polygonal, kreisförmig oval oder U-förmig sind mögliche.
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Wenigstens eine Kontaktanordnung 4a ist in einer Verschieberichtung 18 in Richtung zur anderen Kontaktanordnung 4b oder von dieser weg relativ zur Leiteranordnung 10 verschieblich. Dies erlaubt es, Abweichungen vom vorgegebenen Abstand 8 auszugleichen.
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Für den Längenausgleich ist es ausreichend, wenn nur eine verschiebliche Kontaktanordnung 4a vorgesehen ist. Bevorzugt sind jedoch die Kontaktanordnungen 4 eines Modulverbinders 1 identisch ausgestaltet, so dass beide Kontaktanordnungen 4a verschieblich sind.
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Der Modulverbinder 1 weist ein Gehäuse 20 auf, in dem die Leiteranordnung 10 und die Kontaktanordnungen 4 aufgenommen sind. Das Gehäuse ist aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff gefertigt und, zumindest im Bereich der Kontaktanordnungen 4, Teil eines insbesondere normgerechten Finger- und Berührschutzes, der eine Berührung stromführender Teile verhindert.
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Um unterschiedliche Abstände 8 auszugleichen, kann die verschiebliche Kontaktanordnung 4a im Gehäuse 20 verschieblich angeordnet sein. Bevorzugt ist jedoch die verschiebliche Kontaktanordnung 4a bezüglich der Verschieberichtung 18 mit dem Gehäuse 20 starr gekoppelt. In Verschieberichtung 18, bevorzugt jedoch in einer Ebene 22 parallel zur Verschieberichtung 18, ist die verschiebliche Kontaktanordnung 4a zusammen mit dem Gehäuse 20 verschieblich.
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Die Ebene 22 erstreckt sich senkrecht um eine Schwenkachse 24, um die eine Kontaktanordnung, beispielsweise die verschiebliche Kontaktanordnung 4a, um die andere Kontaktanordnung 4 bzw. 4b schwenkbar ist. Die Schwenkachse 24 erstreckt sich durch die eine Kontaktanordnung 4 und verläuft senkrecht zur Verbindungslinie zwischen den beiden Kontaktanordnungen 4 bzw. gleichen Elementen der beiden Kontaktanordnungen 4. Um die Kontaktanordnung 4, durch die die Schwenkachse 24 geht, ist der restliche Modulverbinder 1 schwenkbar, so dass er bei der Montage entsprechend ausgerichtet werden kann. Eine Schwenkachse 24 kann sich durch jede der beiden Kontaktanordnungen 4, 4a, 4b erstrecken, so dass der (restliche) Modulverbinder 1 um jede Kontaktanordnung 4, 4a, 4b schwenkbar ist.
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Das Gehäuse 20 kann zwei Gehäuseteile 26, 28 aufweisen, die relativ zueinander in Verschieberichtung 18 verschieblich sind. Die Gehäuseteile 26, 28 können eine Führung 29 bilden, die die Beweglichkeit der beiden Gehäuseteile auf eine Verschiebbarkeit in Verschieberichtung 18 begrenzt.
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Beispielsweise kann das Gehäuse 20 teleskopierbar ausgestaltet sein. Hierzu kann der eine Gehäuseteil 26 in den anderen Gehäuseteil 28 gesteckt sein. Die beiden teleskopierbaren Gehäuseteile 26, 28 können sich insbesondere in der Mitte zwischen den beiden Kontaktanordnungen 4 überlappen. Ist an dieser Stelle der Bogen 14 angeordnet, so kann die innere lichte Weite der beiden Gehäuseteile 26 entsprechend vergrößert sein, um bei der Teleskopierbewegung den Bogen 14 aufnehmen zu können. Zu den Kontaktanordnungen 4 hin kann sich die innere lichte Weite der Gehäuseteile 26 verringern.
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Selbstverständlich können auch mehr als zwei teleskopierbare Gehäuseteile 26, 28 vorhanden sein. So kann beispielsweise ein drittes Gehäuseteil mittig zwischen zwei äußeren Gehäuseteilen angeordnet sein. Die beiden äußeren Gehäuseteile können in das mittige Gehäuseteil verschieblich eingesteckt sein oder das mittige Gehäuseteil kann in die beiden äußeren Gehäuseteile verschieblich eingesteckt sein.
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In jedem der Gehäuseteile 26, 28 ist jeweils eine der beiden Kontaktanordnungen 4 zumindest in der Verschieberichtung 18, bevorzugt jedoch in der die Verschiebrichtung 18 enthaltenden Ebene 22, gegenüber dem jeweiligen Gehäuseteil 26, 28 unverschieblich gehalten.
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Ein oder jedes Gehäuseteil 26, 28 kann von zwei oder mehr Gehäuseschalen 26a, 26b, 28a, 28b gebildet sein. Die Gehäuseschalen 26a, 26b bzw. 28a, 28b sind bevorzugt senkrecht zur Ebene 22 bzw. in einer zu den elektrischen Modulen 2 hin weisenden bzw. in einer entlang der Schwenkachse 24 weisenden Montagerichtung 30 zusammensetzbar, beispielsweise zusammenklipsbar. Auf diese Weise kann in einen Gehäuseteil 26, 28 eine Kontaktanordnung 4 und ein Abschnitt der Leiteranordnung 10 eingelegt werden, woraufhin dann die beiden Gehäuseschalen 26a, 26b bzw. 28a, 28b um die jeweilige Kontaktanordnung 4 und den jeweiligen Abschnitt der Leiteranordnung 10 geschlossen werden. Auf diese Weise sind die Leiteranordnung 10 und die Kontaktanordnung 4 im Gehäuse 20 bzw. in dem entsprechenden Gehäuseteil 26, 28 unverlierbar gehalten. Welches Gehäuseteil 26, 28 in das andere Gehäuseteil 28, 26 gesteckt ist, ist unerheblich.
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Eine Kontaktanordnung 4 kann ein Befestigungselement 32 beispielsweise in Form einer Schraube 34 aufweisen. Ein Schraubenschaft 36 kann an seinem Ende 38 mit einem Finger- und/oder Berührschutz 40 versehen sein. Das Befestigungselement 32 kann, zumindest an den Stellen, an denen es nicht mit der Stromschiene 20 oder einem elektrischen Modul in Berührung steht, mit einem Finger- und/oder Berührschutz 40 überzogen und/oder bedeckt sein.
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Der Finger- und/oder Berührschutz 40 des Schraubenkopfes 42 kann eine oder mehrere radial vorspringende Rippen 44 aufweisen, die in radialer Richtung zu einem vom Gehäuse 20 gebildeten, von der Leiteranordnung 10 weg vorspringenden Kragen 46 reichen und an diesem anliegen können. Die Innenkontur des Kragens 46 ist bevorzugt kreisförmig, kann aber auch polygonal sein. Die Rippe 44 ist bevorzugt umlaufend und weist eine zur Innenkontur des Kragens 46 komplementäte Außenkontur auf, so dass der Finger- und/oder Berührschutz 40 des Schraubenkopfes das Innere des Kragens 46 als eine Art Deckel verschließt und einen direkten Zugang zur Leiteranordnung 10 verhindert. Der Kragen 46 ist Teil des vom Gehäuse 20 gebildeten Finger- und/oder Berührschutzes.
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Gleichzeitig können bei einer solchen Ausgestaltung das Gehäuse 20, insbesondere dessen Kragen 46, und der Schraubenkopf 42 zusammen eine Führung bzw. Lagerstelle 47 für die Kontaktanordnung 4a bilden. Durch die Lagerstelle 47 ist das Befestigungselement 32 um eine Drehachse 48 drehbar und entlang der Drehachse 48 verschieblich gegenüber dem Gehäuse 20 und der Leiteranordnung 10 geführt, in anderen Bewegungsrichtungen jedoch fixiert.
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Bezüglich der Leiteranordnung 10 gegenüberliegend dem Schraubenkopf 42 weist die Kontaktanordnung 4 einen Kontaktring 50 auf, der, wie gezeigt, auch hülsenförmig ausgestaltet sein kann. Der Kontaktring 50 ist aus elektrisch sehr gut leitendem Material, beispielsweise einem Material aus oder enthaltend Kupfer und/oder Aluminium, gefertigt. Das Befestigungselement 32 reicht durch den Kontaktring 50 hindurch.
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Der Kontaktring 50 kann eine in radialer Richtung vorspringende Schulter 52 aufweisen, die in einer komplementär ausgestalteten Aufnahme 56 des Gehäuses 20 bzw. eines Gehäuseteils 26, 28 aufgenommen ist. Die Schulter 52 liegt somit zwischen der Leiteranordnung 10 und dem Gehäuse 20.
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Der Kontaktring 50 weist eine Durchgangsöffnung 58 auf, die bevorzugt eine weitere Lagerstelle 60 für das Befestigungselement 32 bildet. Wie an der Lagerstelle 47 ist das Befestigungselement 32 durch den Kontaktring 50 an der Lagerstelle 60 um die Drehachse 48 drehbar und entlang der Drehachse 48 verschieblich geführt, ansonsten aber fixiert.
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Die zwei Lagerstellen 60 liegen sich bezüglich der Leiteranordnung 20 gegenüber und verhindern dadurch, dass das Befestigungselement 32 im Gehäuse 20 verkanten kann.
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Der Kontaktring 50 ist bezüglich der Verschieberichtung 18 bzw. einer Bewegung in der Ebene 22 mit dem Befestigungselement 32 bevorzugt starr gekoppelt. Der Kontaktring 40 bewegt sich folglich bei einer Verschiebung des Befestigungselement 32 bezüglich der Leiteranordnung 10 mit dem Befestigungselement 32 mit.
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Der Kontaktring 50 kann im Gehäuse 20 bzw. in einem Gehäuseteil 26, 28 unverschieblich gehalten sein, so dass er die Verschiebung des Befestigungselements 32 der verschieblichen Kontaktanordnung 4a bezüglich der anderen Kontaktanordnung 4b auf das Gehäuse 20 bzw. den Gehäuseteil 28 überträgt. Die Lagerstellen 47, 60 dienen somit nicht nur der Führung des Befestigungselements 32, sondern auch dazu, die Verschiebung 18 der verschieblichen Kontaktanordnung 4a auf den Gehäuseteil 28 bzw. eine Teleskopierbewegung des Gehäuses 20 auf die Kontaktanordnung 4a zu übertragen.
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Das Gehäuse 20 bzw. ein Gehäuseteil 28 bildet bevorzugt einen Kragen 62 aus, der gegenüberliegend dem Kragen 46 zu dem elektrischen Modul 2 bzw. entlang der Drehachse 48 vorspringt und den Kontaktring 50 überragt. Der Kragen 62 ist ebenfalls Teil des vom Gehäuse 20 bereitgestellten Finger- und Berührschutzes.
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Um die Verschieblichkeit der Kontaktanordnung 4 in Verschieberichtung 18 zu ermöglichen, kann die Leiteranordnung 10 mit einem Loch 63, insbesondere einem Langloch 64, versehen sein, durch das sich die Kontaktanordnung 4 bzw., falls vorhanden, das Befestigungselement 32 erstreckt. Im Loch 63 ist die Kontaktanordnung 4 in Verschieberichtung 18 verschieblich.
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Die Längsrichtung 66 des Langloches 64 entspricht bevorzugt der Verschieberichtung 18. Die Verschieberichtung 18 bzw. Längsrichtung 66 ist zur anderen Kontaktanordnung 4 gerichtet. Sie schneidet bevorzugt die Schwenkachse 24. Das Befestigungselement 32 ist demnach im Langloch 64 unter Veränderung des Abstands 8 verschieblich. Das Langloch 64 liegt bevorzugt in der Ebene 22.
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Um unabhängig vom Abstand 8 zwischen den Kontaktanordnungen 4 stets den gleichen oder sich zumindest einen sehr wenig ändernden elektrischen Übergangswiderstand zwischen den elektrischen Modulen 2 zu erhalten, ist der Flächeninhalt einer insbesondere planen Kontaktzone 68, in der sich die Leiteranordnung 10 und der Kontaktring 50 zumindest bei an den elektrischen Modulen 2 angebrachtem Modulverbinder 1 berühren, unabhängig von der relativen Lage von Kontaktring 50 bzw. Kontaktanordnung 4 und Leiteranordnung 10 gleich. Kleinere Änderungen des Flächeninhalts der Kontaktzone 68 im Bereich von ± 15 % gelten dabei noch als gleichbleibender Flächeninhalt.
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Eine Möglichkeit, einen konstanten Flächeninhalt der Kontaktzone 68 zu gewährleisten, besteht darin, dass eine Länge 10 des Langlochs 60 kleiner oder gleich der Summe des halben Durchmessers 72 der Durchgangsöffnung 58 des Kontaktrings 50 und des halben Außendurchmessers 74 des Kontaktrings 50 in der Ebene 76 der Kontaktzone 68 ist. Außerdem sollte ein Abstand 78 des Langloches 64 von dem dem Langloch 64 nächsten Ende 80 der Leiteranordnung 10 größer oder gleich sein der Hälfte der Differenz von Außendurchmesser 74 des Kontaktrings und Durchmesser 72 der Durchgangsöffnung in der Ebene 76.
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Wie oben bereits ausgeführt ist, ist es ausreichend, wenn lediglich eine der beiden Kontaktanordnungen 4 verschieblich ist, also beispielsweise durch ein Langloch 64 reicht. An der nicht verschieblichen Kontaktanordnung 4 kann anstelle eines Langloches 64 ein Loch vorhanden sein, das die unverschiebliche Kontaktanordnung 4 in Verschieberichtung 18 bzw. in der Ebene 22 unverschieblich gegenüber der Leiteranordnung 10 fixiert.
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In der Ausgestaltung der 1 und 2 weist die Leiteranordnung 10 eine zwischen den Kontaktanordnungen 4 durchgängige Stromschiene 12 auf bzw. besteht die Leiteranordnung 10 aus einer durchgängigen Stromschiene 12.
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Es ist jedoch ausreichend, wenn eine Stromschiene lediglich an der verschieblichen Kontaktanordnung 4a oder an beiden Kontaktanordnungen 4 vorhanden ist, wie 3 zeigt. Zwischen diesen Stromschienen 12a, 12b kann die Leiteranordnung 10 einen biegsamen Leiter 82, beispielsweise in Form eines Gewebes, Gewirkes, Kabels oder Drahtgeflechts aufweisen. Im Bereich des biegsamen Leiters 82 kann die Leiteranordnung wie bei der durchgängigen Stromschiene 12 einen Bogen 14 aufweisen. Im Übrigen ist die Ausgestaltung der 3 identisch zu der Ausgestaltung der 1 und 2.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Modulverbinder
- 2
- elektrisches Modul
- 4
- Kontaktanordnung
- 4a
- verschiebliche Kontaktanordnung
- 4b
- andere, verschiebliche oder feste, Kontaktanordnung
- 6
- Kontakt- und Befestigungsstelle eines elektrischen Moduls
- 8
- Abstand
- 10
- Leiteranordnung
- 12
- Stromschiene
- 12a
- Stromschiene
- 12b
- Stromschiene
- 14
- Bogen der Stromschiene
- 16
- Flachseite der Stromschiene
- 18
- Verschieberichtung
- 20
- Gehäuse
- 22
- Ebene
- 24
- Schwenkachse
- 26
- Gehäuseteil
- 26a
- Gehäuseschale
- 26b
- Gehäuseschale
- 28
- Gehäuseteil
- 28a
- Gehäuseschale
- 28b
- Gehäuseschale
- 29
- Führung
- 30
- Montagerichtung
- 32
- Befestigungselement
- 34
- Schraube
- 36
- Schraubenschaft
- 38
- freies Ende des Schraubenschaftes
- 40
- Finger- und/oder Berührschutz
- 42
- Schraubenkopf
- 44
- radial vorspringende Rippe
- 46
- Kragen um Schraubenkopf
- 47
- Lagerstelle
- 48
- Drehachse
- 50
- Kontaktring
- 52
- Schulter
- 56
- Aufnahme des Gehäuses für Schulter
- 58
- Durchgangsöffnung des Kontaktringes
- 60
- Lagerstelle des Befestigungselements
- 62
- Kragen um Kontaktring
- 63
- Loch
- 64
- Langloch
- 66
- Längsrichtung des Langloches
- 68
- Kontaktzone zwischen Kontaktring und Leiteranordnung
- 70
- Länge des Langloches
- 72
- Durchmesser der Durchgangsöffnung
- 74
- Außendurchmesser des Kontaktringes
- 76
- Ebene der Kontaktzone
- 78
- Abstand des Langloches vom Ende der Leiteranordnung
- 80
- Ende der Leiteranordnung
- 82
- biegsamer Leiter
