DE102021206247A1

DE102021206247A1 - Contact part and connector with a contact part

Info

Publication number: DE102021206247A1
Application number: DE102021206247.4A
Authority: DE
Inventors: Stephan Gaertner; Markus Pechinger; Steffen Buhl; Muzaffar Fatdachow; Jochen Wessner; Wolfgang Stolper; Andreas Wengert
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2021-06-18
Filing date: 2021-06-18
Publication date: 2022-12-22

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kontaktteil (1) zur Ausbildung einer Steckverbindung (2), insbesondere einer Hochvolt-Steckverbindung (2), zwischen einem ersten Kontaktpin (3) und einem zweiten Kontaktpin (4), wobei das Kontaktteil (1) zur Aufnahme jeweils eines Kontaktpins (3, 4) einen ersten und einen zweiten buchsenartigen Endabschnitt (5, 6) aufweist und wobei in zumindest einem Endabschnitt (5, 6) mindestens ein federelastisches Kontaktelement (7, 8) zur elektrischen Kontaktierung des jeweiligen Kontaktpins (3, 4) aufgenommen ist.Die Erfindung betrifft ferner eine Steckverbindung (2), insbesondere eine Hochvolt-Steckverbindung (2), mit einem erfindungsgemäßen Kontaktteil (1).The invention relates to a contact part (1) for forming a plug connection (2), in particular a high-voltage plug connection (2), between a first contact pin (3) and a second contact pin (4), the contact part (1) for receiving one Contact pins (3, 4) has a first and a second socket-like end section (5, 6), and in at least one end section (5, 6) there is at least one spring-elastic contact element (7, 8) for making electrical contact with the respective contact pin (3, 4). The invention also relates to a plug connection (2), in particular a high-voltage plug connection (2), with a contact part (1) according to the invention.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kontaktteil zur Ausbildung einer Steckverbindung, insbesondere einer Hochvolt-Steckverbindung. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Steckverbindung, insbesondere eine Hochvolt-Steckverbindung, mit einem erfindungsgemäßen Kontaktteil.The present invention relates to a contact part for forming a plug connection, in particular a high-voltage plug connection. In addition, the invention relates to a plug connection, in particular a high-voltage plug connection, with a contact part according to the invention.

Der Begriff „Hochvolt“ wird vorliegend für Wechselspannungen über 30 V bis 1000 V und Gleichspannungen über 60 V bis 1500 V verwendet.The term "high voltage" is used here for AC voltages over 30 V to 1000 V and DC voltages over 60 V to 1500 V.

Bevorzugter Anwendungsbereich der Erfindung sind Elektrofahrzeuge und/oder Brennstoffzellenfahrzeuge.Preferred areas of application of the invention are electric vehicles and/or fuel cell vehicles.

Stand der TechnikState of the art

Aus der DE 10 2017 213 093 A1 geht beispielhaft ein Steckverbindersystem für Hochstromanwendungen hervor, das einen elektrischen Steckkontakt sowie einen hierin einsteckbaren Kontaktpin umfasst. Im eingesteckten Zustand steht der Kontaktpin mit einem Lamelleneinsatz des Steckkontakts in mechanischem und elektrischem Kontakt. Der Lamelleneinsatz weist mehrere sich in Längsrichtung erstreckende Lamellen auf, die nach radial innen vorgebogen sind, so dass die Lamellen radial innen den Kontaktpin und radial außen einen buchsenartigen Kontaktkörper des Steckkontakts kontaktieren. In radialer Richtung ist der Lamelleneinsatz federnd ausgebildet, so dass mit Hilfe des Lamelleneinsatzes Durchmessertoleranzen des Kontaktkörpers und/oder des Kontaktpins ausgleichbar sind. Die federnde Ausbildung des Lamelleneinsatzes sichert somit den mechanischen und elektrischen Kontakt einerseits zum Kontaktkörper, andererseits zum Kontaktpin.From the DE 10 2017 213 093 A1 shows an example of a connector system for high-current applications, which includes an electrical plug contact and a contact pin that can be inserted into it. When plugged in, the contact pin is in mechanical and electrical contact with a lamella insert of the plug contact. The lamellar insert has a plurality of lamellae which extend in the longitudinal direction and are pre-bent radially inward, so that the lamellae contact the contact pin radially on the inside and contact a socket-like contact body of the plug contact radially on the outside. The lamellar insert is designed to be resilient in the radial direction, so that diameter tolerances of the contact body and/or the contact pin can be compensated for with the aid of the lamellar insert. The resilient design of the lamella insert thus ensures the mechanical and electrical contact on the one hand with the contact body and on the other hand with the contact pin.

Eine weitere Steckverbindung mit federnd ausgebildeten Lamellen als Toleranzausgleichselement geht aus der EP 3 761 455 A1 hervor. Hier bilden die Lamellen eine auf den Kontaktpin aufsteckbare Buchse aus.Another connector with resiliently designed lamellae as a tolerance compensation element is from the EP 3 761 455 A1 out. Here the lamellae form a socket that can be plugged onto the contact pin.

Ausgehend von dem vorstehend genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Steckverbindung, insbesondere Hochvolt-Steckverbindung, bereitzustellen, die den Ausgleich großer Fertigungstoleranzen sowie eines Achsversatzes zwischen den Kontaktpartnern ermöglicht und zugleich besonders robust und damit zuverlässig ist.Proceeding from the prior art mentioned above, the object of the present invention is to provide a plug connection, in particular a high-voltage plug connection, which allows the compensation of large manufacturing tolerances and an axial offset between the contact partners and is at the same time particularly robust and therefore reliable.

Zur Lösung der Aufgabe werden das Kontaktteil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie die Steckverbindung mit den Merkmalen des Anspruchs 7 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den jeweiligen Unteransprüchen zu entnehmen.To solve the problem, the contact part with the features of claim 1 and the connector with the features of claim 7 are proposed. Advantageous developments of the invention can be found in the respective dependent claims.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention

Das vorgeschlagene Kontaktteil dient der Ausbildung einer Steckverbindung, insbesondere einer Hochvolt-Steckverbindung, zwischen einem ersten Kontaktpin und einem zweiten Kontaktpin. Zur Aufnahme jeweils eines Kontaktpins weist das Kontaktteil einen ersten und einen zweiten buchsenartigen Endabschnitt auf, wobei in zumindest einem Endabschnitt mindestens ein federelastisches Kontaktelement zur elektrischen Kontaktierung des jeweiligen Kontaktpins aufgenommen ist.The proposed contact part is used to form a plug connection, in particular a high-voltage plug connection, between a first contact pin and a second contact pin. To accommodate one contact pin each, the contact part has a first and a second socket-like end section, with at least one resilient contact element for electrically contacting the respective contact pin being accommodated in at least one end section.

Eine mit Hilfe des Kontaktteils hergestellte Steckverbindung kann demnach insbesondere eine doppelte Steckverbindung sein. Dies ist der Fall, wenn in beide buchsenartige Endabschnitte des Kontaktteils jeweils ein Kontaktpin eingesteckt wird. Ein etwaiger Achsversatz zwischen den Längsachsen der beiden Kontaktpins kann dann über eine Schräglage des Kontaktteils ausgeglichen werden. Je größer der Abstand zwischen den beiden Kontaktpins ist, das heißt je länger das den Abstand zwischen den beiden Kontaktpins überbrückende Kontaktteil ist, desto geringer ist die Schrägstellung des Kontaktteils. Dass das Kontaktteil eine Schräglage bzw. -stellung einnehmen kann, wird durch das mindestens eine federelastische Kontaktelement ermöglicht, das in zumindest einem buchsenartigen Endabschnitt des Kontaktteils aufgenommen ist. Vorzugsweise ist in beiden buchsenartigen Endabschnitten des Kontaktteils jeweils mindestens ein federelastisches Kontaktelement aufgenommen. Dadurch, dass das mindestens eine Kontaktelement federelastisch ist, kann es gegen einen eingesteckten Kontaktpin vorgespannt werden, so dass zugleich eine besonders robuste und damit zuverlässige elektrische Kontaktierung geschaffen wird.A plug-in connection produced with the help of the contact part can therefore in particular be a double plug-in connection. This is the case when a contact pin is inserted into each of the two socket-like end sections of the contact part. Any axial offset between the longitudinal axes of the two contact pins can then be compensated for by tilting the contact part. The greater the distance between the two contact pins, that is to say the longer the contact part bridging the distance between the two contact pins, the smaller the inclination of the contact part. The fact that the contact part can assume an inclined position or position is made possible by the at least one spring-elastic contact element, which is accommodated in at least one socket-like end section of the contact part. At least one spring-elastic contact element is preferably accommodated in each of the two socket-like end sections of the contact part. Because the at least one contact element is spring-elastic, it can be prestressed against an inserted contact pin, so that at the same time a particularly robust and therefore reliable electrical contact is created.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Kontaktteil zumindest abschnittsweise als rotationssymmetrischer Körper ausgeführt. Dies gilt insbesondere in Bezug auf die beiden buchsenartigen Endabschnitte des Kontaktteils. Denn in diesem Fall kann eine Steckverbindung mit einem Kontaktpin unabhängig von der Winkellage des Kontaktteils hergestellt werden.According to a preferred embodiment of the invention, the contact part is designed at least in sections as a rotationally symmetrical body. This applies in particular with regard to the two socket-like end sections of the contact part. Because in this case, a plug-in connection can be made with a contact pin regardless of the angular position of the contact part.

Alternativ oder ergänzend wird vorgeschlagen, dass das Kontaktteil zwei gleich ausgebildete buchsenartige Endabschnitte aufweist. In diesem Fall kann wahlweise der eine oder der andere buchsenartige Endabschnitt mit einem Kontaktpin verbunden werden, so dass die Orientierung des Kontaktteils bei der Ausbildung einer Steckverbindung unerheblich ist. Vorzugsweise sind in den beiden gleich ausgebildeten buchsenartigen Endabschnitten gleich ausgebildete federelastische Kontaktelemente aufgenommen.Alternatively or additionally, it is proposed that the contact part has two socket-like end sections of identical design. In this case, one or the other socket-like end section can optionally be connected to a contact pin, so that the orientation of the contact part is irrelevant when forming a plug-in connection. Preferably, in the two identically designed socket-like end sections ten identically designed spring-elastic contact elements were added.

Das mindestens eine federelastische Kontaktelement kann beispielsweise eine Lamelle sein. Vorzugsweise erstreckt sich die Lamelle in Längsrichtung, das heißt in Steckrichtung der herzustellenden Steckverbindung. Weiterhin vorzugsweise weist die Lamelle einen als Federarm ausgebildeten Abschnitt auf, an dem radial innen ein Kontaktbereich zur elektrischen Kontaktierung eines Kontaktpins ausgebildet ist. Um eine möglichst robuste und damit zuverlässige elektrische Kontaktierung zu erzielen, ist das Kontaktelement vorzugsweise eine Buchse mit mehreren federelastischen Lamellen. Diese sind weiterhin vorzugsweise in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnet, so dass ein hierin eingesteckter Kontaktpin über seinen Umfang mehrfach kontaktiert wird. The at least one resilient contact element can be a lamella, for example. The lamella preferably extends in the longitudinal direction, that is to say in the plug-in direction of the plug-in connection to be produced. Furthermore, the lamella preferably has a section designed as a spring arm, on which a contact area for electrically contacting a contact pin is designed radially on the inside. In order to achieve electrical contact that is as robust and therefore reliable as possible, the contact element is preferably a socket with a plurality of spring-elastic lamellae. These are also preferably distributed uniformly in the circumferential direction, so that a contact pin inserted therein is contacted multiple times over its circumference.

Das mindestens eine federelastische Kontaktelement kann aber auch eine Ringfeder, insbesondere eine zu einem Ring gebogene Schraubenfeder, sein. Ein hierin eingesteckter Kontaktpin wird ebenfalls über seinen Umfang mehrfach und zugleich in regelmäßigen Abständen kontaktiert.However, the at least one spring-elastic contact element can also be an annular spring, in particular a helical spring bent into a ring. A contact pin inserted here is also contacted several times over its circumference and at the same time at regular intervals.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das mindestens eine in einem buchsenartigen Endabschnitt des Kontaktteils aufgenommene federelastische Kontaktelement im Endabschnitt fixiert ist. Durch die Fixierung ist das Kontaktelement verliersicher in dem Endabschnitt gehalten. Insbesondere ist durch die Fixierung sichergestellt, dass beim Herausziehen eines in den buchsenartigen Endabschnitt eingesteckten Kontaktpins das Kontaktelement nicht mit herausgezogen wird. Das mindestens eine Kontaktelement kann beispielsweise über mindestens eine einen Formschluss bewirkende Geometrie fixiert sein. Diese kann am Kontaktteil und/oder am Kontaktelement ausgebildet sein. Beispielsweise kann das Kontaktteil einen Vorsprung als Geometrie aufweisen, der in eine entsprechende Ausnehmung des Kontaktelements eingreift. Alternativ oder ergänzend das Kontaktelement einen Vorsprung als Geometrie aufweisen, der in eine entsprechende Ausnehmung des Kontaktteils eingreift. Die mindestens eine Geometrie kann insbesondere durch Prägung oder Verformung hergestellt worden sein. In diesem Fall werden die mindestens eine Geometrie und der hierüber bewirkte Formschluss zeitgleich hergestellt. Auf diese Weise lässt sich die mindestens eine Geometrie besonders kostengünstig herstellen. Vorzugsweise sind mehrere Geometrien über den Umfang des Kontaktteils und/oder des Kontaktelements gleichmäßig verteilt angeordnet, so dass das Kontaktelement sicher fixiert ist.Furthermore, it is proposed that the at least one spring-elastic contact element accommodated in a socket-like end section of the contact part is fixed in the end section. The contact element is held captively in the end section by the fixation. In particular, the fixation ensures that when a contact pin inserted into the socket-like end section is pulled out, the contact element is not pulled out with it. The at least one contact element can be fixed, for example, via at least one geometry that causes a form fit. This can be formed on the contact part and/or on the contact element. For example, the contact part can have a projection as a geometry, which engages in a corresponding recess of the contact element. Alternatively or additionally, the contact element can have a projection as a geometry, which engages in a corresponding recess of the contact part. The at least one geometry can in particular have been produced by embossing or deformation. In this case, the at least one geometry and the form fit brought about by it are produced at the same time. In this way, the at least one geometry can be produced in a particularly cost-effective manner. A plurality of geometries are preferably distributed evenly over the circumference of the contact part and/or the contact element, so that the contact element is securely fixed.

Ferner bevorzugt weist das Kontaktteil eine Ummantelung aus einem elektrisch nichtleitenden Material, insbesondere aus einem elektrisch nichtleitenden Kunststoff, auf. Durch die Ummantelung ist das Kontaktteil als stromführendes Bauteil gegenüber der Umgebung elektrisch isoliert. Die Ummantelung erfüllt somit eine Sicherheitsfunktion. Bei der Ummantelung kann es sich insbesondere um eine Umspritzung mit einem elektrisch nichtleitenden Kunststoff handeln. Die Ummantelung kann auf diese Weise besonders einfach und kostengünstig hergestellt werden. Bei dem elektrisch nichtleitenden Kunststoff kann es sich insbesondere um ein Elastomermaterial handeln, so dass die Ummantelung zugleich eine Dichtfunktion erfüllen kann. Die zusätzliche Dichtfunktion kommt zum Tragen, wenn das Kontaktteil in zumindest einem Umfangsbereich über die Ummantelung gelagert ist. Denn dann kann über diesen Umfangsbereich zugleich eine Abdichtung erzielt werden.Furthermore, the contact part preferably has a casing made of an electrically non-conductive material, in particular of an electrically non-conductive plastic. The sheathing means that the contact part, as a current-carrying component, is electrically insulated from the environment. The casing thus fulfills a safety function. The sheathing can, in particular, be an encapsulation with an electrically non-conductive plastic. In this way, the casing can be produced in a particularly simple and cost-effective manner. The electrically non-conductive plastic can in particular be an elastomeric material, so that the casing can also fulfill a sealing function. The additional sealing function comes into play when the contact part is mounted over the casing in at least one peripheral area. Because then a seal can be achieved over this peripheral area at the same time.

In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Ummantelung im Bereich mindestens eines buchsenartigen Endabschnitts des Kontaktteils mindestens eine umlaufende Dichtkontur, beispielsweise einen umlaufenden Dichtwulst oder eine umlaufende Dichtlippe, ausbildet. Zum Einen wird über die umlaufende definierte Dichtkontur eine hohe Dichtkraft erzielt, zum Anderen kann das Kontaktteil über die umlaufende Dichtkontur beweglich gelagert werden, so dass eine Schrägstellung des Kontaktteils zum Ausgleich von Toleranzen, insbesondere zum Ausgleich eines Achsversatzes, weiterhin möglich ist.In a development of the invention, it is proposed that the casing forms at least one circumferential sealing contour, for example a circumferential sealing bead or a circumferential sealing lip, in the region of at least one socket-like end section of the contact part. On the one hand, a high sealing force is achieved via the circumferential, defined sealing contour, and on the other hand, the contact part can be movably mounted via the circumferential sealing contour, so that an inclined position of the contact part to compensate for tolerances, in particular to compensate for an axial offset, is still possible.

Die darüber hinaus zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe vorgeschlagene Steckverbindung, insbesondere Hochvolt-Steckverbindung, umfasst ein erfindungsgemäßes Kontaktteil sowie mindestens einen Kontaktpin, der in einen buchsenartigen Endabschnitt des Kontaktteils eingesteckt ist. Das mindestens eine in dem buchsenartigen Endabschnitt des Kontaktteils aufgenommene federelastische Kontaktelement liegt dabei an dem Kontaktpin an, so dass hierüber eine elektrische Kontaktierung hergestellt ist. Zugleich ermöglicht das mindestens eine federelastische Kontaktelement den Ausgleich von Toleranzen. Sofern in beiden buchsenartigen Endabschnitten des Kontaktteils jeweils ein Kontaktpin eingesetzt ist und diese nicht exakt koaxial angeordnet sind, kann der Achsversatz durch eine Schräglage des Kontaktteils ausgeglichen werden. Die Schräglage des Kontaktteils wird ebenfalls durch das mindestens eine federelastische Kontaktelement ermöglicht.The plug-in connection, in particular a high-voltage plug-in connection, which is also proposed to achieve the object mentioned at the outset, comprises a contact part according to the invention and at least one contact pin which is inserted into a socket-like end section of the contact part. The at least one spring-elastic contact element accommodated in the socket-like end section of the contact part bears against the contact pin, so that an electrical contact is established here. At the same time, the at least one spring-elastic contact element enables tolerances to be compensated for. If a contact pin is inserted in each of the two socket-like end sections of the contact part and these are not arranged exactly coaxially, the axial offset can be compensated for by an inclined position of the contact part. The inclined position of the contact part is also made possible by the at least one spring-elastic contact element.

Bevorzugt liegt das mindestens eine in dem buchsenartigen Endabschnitt aufgenommene federelastische Kontaktelement unter einer radialen Vorspannung am Kontaktpin an. Die radiale Vorspannung erhöht die Robustheit und damit Zuverlässigkeit der elektrischen Kontaktierung. Beispielsweise können Schwingungen oder Vibrationen des Kontaktpins der elektrischen Kontaktierung nichts anhaben, der diese über die Vorspannung des Kontaktelements aufgefangen werden.The at least one spring-elastic contact element accommodated in the socket-like end section is preferably in contact with the contact pin under radial pretension. The radial preload increases the robustness and thus the reliability of the electrical contacting. at For example, oscillations or vibrations of the contact pin cannot harm the electrical contact, since these are absorbed by the prestressing of the contact element.

Vorteilhafterweise ist der Kontaktpin an seinem dem Kontaktteil abgewandten Ende mit einem stromführenden Bauteil, beispielsweise mit einer Stromschiene, einem Kabelschuh oder einem Kabel, verbunden. Der Kontaktpin ermöglicht auf diese Weise eine zuverlässige Stromführung. Vorteilhafterweise ist der Kontaktpin mit dem stromführenden Bauteil verschraubt oder verpresst. Der Kontaktpin ist demnach mit dem stromführenden Bauteil fest verbunden. Auf diese Weise wird eine dauerhaft zuverlässige Stromführung erreicht. Die Verbindung mittels Verschrauben oder Verpressen ermöglicht zudem eine Einstellung der Länge des Kontaktpins, so dass hierüber ein weiterer Toleranzausgleich möglich ist.Advantageously, the contact pin is connected at its end facing away from the contact part to a current-carrying component, for example to a busbar, a cable lug or a cable. In this way, the contact pin enables reliable current conduction. The contact pin is advantageously screwed or pressed to the current-carrying component. The contact pin is therefore firmly connected to the current-carrying component. In this way, a permanently reliable power supply is achieved. The connection by means of screwing or pressing also enables the length of the contact pin to be adjusted, so that further tolerance compensation is possible in this way.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Kontaktpin über ein Außengewinde unmittelbar mit dem stromführenden Bauteil, beispielsweise einer Stromschiene, verschraubt. Das stromführende Bauteil weist in diesem Fall ein entsprechendes Innengewinde auf. Alternativ wird vorgeschlagen, dass der Kontaktpin mittelbar über eine Schraube mit dem stromführenden Bauteil verschraubt ist. Die Schraube ist hierzu in ein Innengewinde des Kontaktpins eingeschraubt. Das stromführende Bauteil muss in diesem Fall kein Gewinde aufweisen, sondern lediglich eine Ausnehmung zur Aufnahme des Kontaktpins und/oder der Schraube.According to a preferred embodiment of the invention, the contact pin is screwed directly to the current-carrying component, for example a busbar, via an external thread. In this case, the current-carrying component has a corresponding internal thread. Alternatively, it is proposed that the contact pin is screwed to the current-carrying component indirectly via a screw. For this purpose, the screw is screwed into an internal thread of the contact pin. In this case, the current-carrying component does not have to have a thread, but only a recess for receiving the contact pin and/or the screw.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der Kontaktpin zumindest abschnittsweise von einer Hülse aus einem elektrisch nichtleitenden Material, insbesondere aus einem elektrisch nichtleitenden Kunststoff, umgeben ist. Über die Hülse kann eine Abstützung und zugleich elektrische Isolierung des Kontaktpins gegenüber angrenzenden Bauteilen bewirkt werden. Die Hülse fördert demnach eine robuste und damit zuverlässige Steckverbindung zwischen dem Kontaktpin und dem Kontaktteil, wobei der Kontaktpin fest verbaut und das Kontaktteil zum Ausgleich von Toleranzen beweglich ist.Furthermore, it is proposed that the contact pin be surrounded at least in sections by a sleeve made of an electrically non-conductive material, in particular an electrically non-conductive plastic. The sleeve can be used to support and at the same time electrically insulate the contact pin from adjacent components. Accordingly, the sleeve promotes a robust and therefore reliable plug-in connection between the contact pin and the contact part, the contact pin being permanently installed and the contact part being movable to compensate for tolerances.

Bevorzugt ist das Kontaktteil im Bereich der beiden Endabschnitte jeweils über eine umlaufende Dichtkontur und/oder ein das Kontaktteil umgebendes Dichtelement, beispielsweise in Form eines Dichtrings, federnd gelagert. Durch die federnde Lagerung kann das Kontaktteil eine Schräglage einnehmen, um beispielsweise einen Achsversatz zwischen den Längsachsen zweier Kontaktpins auszugleichen, die in den Endabschnitten des Kontaktteils eingesteckt sind. Ferner kann über die federnde Lagerung eine Dämpfung von Schwingungen und/oder Vibrationen erzielt werden. Die Rückstellkräfte der federnden Lagerung tragen zu einer robusten und damit zuverlässigen Steckverbindung bei.The contact part is preferably resiliently mounted in the area of the two end sections via a circumferential sealing contour and/or a sealing element surrounding the contact part, for example in the form of a sealing ring. Due to the resilient mounting, the contact part can assume an inclined position in order, for example, to compensate for an axial offset between the longitudinal axes of two contact pins that are inserted in the end sections of the contact part. Furthermore, damping of oscillations and/or vibrations can be achieved via the resilient mounting. The restoring forces of the resilient mounting contribute to a robust and therefore reliable plug connection.

Die federnde Lagerung kann insbesondere über das Material und/oder die Form der Dichtkontur bzw. des Dichtelements erzielt werden. Da neben der federnden Lagerung des Kontaktteils über die Dichtkontur bzw. das Dichtelement zugleich eine Abdichtung erreicht werden soll, kann es sich bei dem Material insbesondere um ein Elastomermaterial handeln. Dieses ist elektrisch nichtleitend, so dass hierüber zugleich eine elektrische Isolierung des Kontaktteils im Lagerbereich erreicht werden kann Die Form der Dichtkontur bzw. des Dichtelements ist vorzugsweise derart gewählt, dass die Lager- und damit Dichtfläche möglichst klein ist. Auf diese Weise bleibt eine hohe Beweglichkeit des Kontaktteils erhalten. Zugleich wird eine hohe Dichtkraft erreicht.The resilient mounting can be achieved in particular via the material and/or the shape of the sealing contour or the sealing element. Since, in addition to the resilient mounting of the contact part, a seal is to be achieved at the same time via the sealing contour or the sealing element, the material can in particular be an elastomeric material. This is electrically non-conductive so that electrical insulation of the contact part in the bearing area can be achieved at the same time. The shape of the sealing contour or the sealing element is preferably selected such that the bearing and thus sealing surface is as small as possible. In this way, a high degree of mobility of the contact part is maintained. At the same time, a high sealing force is achieved.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen:

1 einen schematischen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Steckverbindung,
2 eine schematische Darstellung des Ausgleichs eines Achsversatzes durch Schräglage eines erfindungsgemäßen Kontaktteils,
3 einen schematischen Längsschnitt durch einen Endabschnitt eines erfindungsgemäßen Kontaktteils mit eingestecktem Kontaktpin und
4 eine perspektivische Darstellung einer Strömungsmaschine, die zur Luftverdichtung in einem Brennstoffzellensystem einsetzbar ist, mit mehreren erfindungsgemäßen Steckverbindungen.

Preferred embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. These show:

1 a schematic longitudinal section through a plug connection according to the invention,
2 a schematic representation of the compensation of an axial offset by tilting a contact part according to the invention,
3 a schematic longitudinal section through an end portion of a contact part according to the invention with inserted contact pin and
4 a perspective view of a turbomachine that can be used for air compression in a fuel cell system, with several plug connections according to the invention.

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings

Die in der 1 dargestellte Steckverbindung 2 umfasst einen erfindungsgemäßen Kontaktpin 1 sowie einen ersten Kontaktpin 3 und einen zweiten Kontaktpin 4, die jeweils in einen buchsenartigen Endabschnitts 5, 6 des Kontaktteils 1 eingesteckt sind. In der 1 sind die beiden Kontaktpins 3, 4 exakt koaxial ausgerichtet, so dass die Längsachsen A₁ und A₂ der beiden Kontaktpins 3, 4 keinen Versatz aufweisen, der über das Kontaktteil 1 ausgeglichen werden müsste. Ein Ausgleich eines Achsversatzes a über das Kontaktteil 1 wäre jedoch möglich. Hierzu müsste das Kontaktteil 1 - wie beispielhaft in der 2 dargestellt - um einen Winkel α gekippt werden, so dass es eine Schräglage einnimmt. Mit zunehmender Länge L des Kontaktteils 1 wird der Winkel α kleiner.The one in the 1 Plug connection 2 shown comprises a contact pin 1 according to the invention and a first contact pin 3 and a second contact pin 4, which are each inserted into a socket-like end section 5, 6 of the contact part 1. In the 1 the two contact pins 3, 4 are aligned exactly coaxially, so that the longitudinal axes A ₁ and A ₂ of the two contact pins 3, 4 have no offset that would have to be compensated for via the contact part 1. However, it would be possible to compensate for an axis offset a via the contact part 1 . For this purpose, the contact part 1 would have - as exemplified in the 2 shown - are tilted by an angle α, so that it assumes an inclined position. As the length L of the contact part 1 increases, the angle α becomes smaller.

Damit das Kontaktteil 1 eine Schräglage einnehmen kann, ist die elektrische Kontaktierung des Kontaktteils 1 mit den beiden Kontaktpins 3, 4 jeweils über mindestens ein federelastisches Kontaktelement 7, 8 hergestellt, das in dem jeweiligen buchsenartigen Endabschnitt 5, 6 des Kontaktteils 1 aufgenommen ist. Vorliegend wird das federelastische Kontaktelement 7, 8 jeweils durch eine Lamellenbuchse gebildet, die in den jeweiligen Endabschnitt 5, 6 eingesetzt ist. Die Lamellen der Lamellenbuchsen bilden Federarme aus, die nach radial innen gebogen sind und unter einer radialen Vorspannung am jeweiligen Kontaktpin 3, 4 anliegen. Dies ermöglicht es dem Kontaktteil 1 eine Kipp- bzw. Schräglage einzunehmen, ohne dass die elektrische Kontaktierung zwischen dem Kontaktelement und dem Kontaktpin aufgehoben wird. Die Kontaktelemente 7, 8 sind in den buchsenartigen Endabschnitten 5, 6 des Kontaktteils 1 fixiert, um ihre Lage zu sichern. Die Fixierung kann - wie beispielhaft in der 3 dargestellt - über eine Geometrie 16 bewirkt werden, die in eine Ausnehmung des jeweils anderen Teils bzw. Elements eingreift.So that the contact part 1 can assume an inclined position, the electrical contacting of the contact part 1 with the two contact pins 3, 4 is respectively produced via at least one resilient contact element 7, 8, which is accommodated in the respective socket-like end section 5, 6 of the contact part 1. In the present case, the spring-elastic contact element 7, 8 is formed by a laminated bushing which is inserted into the respective end section 5, 6. The lamellae of the lamellar sockets form spring arms which are bent radially inwards and bear against the respective contact pin 3, 4 under radial pretension. This allows the contact part 1 to assume a tilted or inclined position without the electrical contact between the contact element and the contact pin being broken. The contact elements 7, 8 are fixed in the socket-like end sections 5, 6 of the contact part 1 in order to secure their position. The fixation can - as exemplified in the 3 shown - are brought about by a geometry 16 which engages in a recess of the respective other part or element.

Die in der 3 dargestellte Geometrie 16 kann bei eingesetztem Kontaktelement 7 (8 analog) mittels Prägung hergestellt werden. Beim Prägen wird der buchsenartige Endabschnitt 5 (6 analog) des Kontaktteils 1 verformt, so dass die nach radial innen vorspringende Geometrie 16 ausgebildet wird. Dabei wird zugleich das Kontaktelement 7 (8 analog) in der Weise verformt, dass die Geometrie 16 in das Kontaktelement 7 (8 analog) eingreift bzw. ein Formschluss zwischen dem Kontaktteil 1 und dem Kontaktelement 7 (8 analog) erzielt wird. In der 3 sind mehrere Geometrien 16 in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnet, so dass das Kontaktelement 7 (8 analog) in dem buchsenartigen Endabschnitt 5 (6 analog) sicher gehalten ist.The one in the 3 The geometry 16 shown can be produced by means of embossing when the contact element 7 is inserted (8 analogously). During embossing, the socket-like end section 5 (6 analogously) of the contact part 1 is deformed, so that the geometry 16 projecting radially inwards is formed. At the same time, the contact element 7 (8 analog) is deformed in such a way that the geometry 16 engages in the contact element 7 (8 analog) or a form fit between the contact part 1 and the contact element 7 (8 analog) is achieved. In the 3 several geometries 16 are distributed evenly in the circumferential direction, so that the contact element 7 (8 analogous) is held securely in the socket-like end section 5 (6 analogous).

Das Kontaktteil 1 der in der 1 dargestellten Steckverbindung 2 weist eine Ummantelung 9 aus einem elektrisch nichtleitenden Material, beispielsweise aus einem Elastomermaterial, auf. Auf diese Weise wird das Kontaktteil 1 gegenüber der Umgebung elektrisch isoliert. Die Ummantelung 9 bildet zugleich - im Bereich beider Endabschnitte 5, 6 - eine wulstartige Dichtkontur 10 aus, über die das Kontaktteil 1, jeweils gegenüber einem Gehäuseteil 18, 19, federnd gelagert ist. Zugleich wird das jeweilige Gehäuseteil 18, 19 über die Dichtkontur 10, die umlaufend ausgebildet ist, abgedichtet. Die Abdichtung ist auf die beiden umlaufenden wulstartigen Dichtkonturen 10 beschränkt, so dass sie die Beweglichkeit des Kontaktteils 1 nicht oder nur unwesentlich beeinflusst. Das Kontaktteil 1 kann weiterhin zum Ausgleich von Toleranzen eine Schräglage einnehmen.The contact part 1 in the 1 plug connection 2 shown has a casing 9 made of an electrically non-conductive material, for example an elastomeric material. In this way, the contact part 1 is electrically isolated from the environment. The casing 9 forms at the same time - in the region of both end sections 5, 6 - a bead-like sealing contour 10, via which the contact part 1, in each case opposite a housing part 18, 19, is resiliently mounted. At the same time, the respective housing part 18, 19 is sealed via the sealing contour 10, which is formed all around. The seal is limited to the two peripheral bead-like sealing contours 10, so that it does not affect the mobility of the contact part 1 or only insignificantly. The contact part 1 can also assume an inclined position to compensate for tolerances.

Alternativ zu einer umlaufenden Dichtkontur 10 der Ummantelung 9 kann die Abdichtung auch über ein ringförmiges Dichtelement 17, insbesondere einen Dichtring, bewirkt werden. Diese Ausführungsform ist beispielhaft in der 3 dargestellt. Der Dichtring ist auf dem Endabschnitt 5 (6 analog) des Kontaktteils 1 in einer Ringnut angeordnet, so dass die Lage des Dichtrings gesichert ist.As an alternative to a peripheral sealing contour 10 of the casing 9, the seal can also be effected via an annular sealing element 17, in particular a sealing ring. This embodiment is exemplified in FIG 3 shown. The sealing ring is arranged in an annular groove on the end section 5 (6 analogously) of the contact part 1, so that the position of the sealing ring is secured.

Die beiden Kontaktpins 3, 4 sind jeweils fest mit einem stromführenden Bauteil 11 in Form einer Stromschiene verbunden bzw. verschraubt. Die Verschraubung erfolgt mittelbar über eine Schraube 12, die in ein Innengewinde 13 des jeweiligen Kontaktpins 3, 4 eingeschraubt ist. Ferner sind die beiden Kontaktpins 3, 4 jeweils von einer Hülse 14, 15 aus einem elektrisch nichtleitenden Material umgeben, so dass hierüber eine elektrische Isolierung gegenüber den Gehäuseteilen 18, 19 erreicht wird.The two contact pins 3, 4 are each firmly connected or screwed to a current-carrying component 11 in the form of a busbar. The screw connection takes place indirectly via a screw 12 which is screwed into an internal thread 13 of the respective contact pins 3, 4. Furthermore, the two contact pins 3, 4 are each surrounded by a sleeve 14, 15 made of an electrically non-conductive material, so that electrical insulation from the housing parts 18, 19 is achieved here.

Eine erfindungsgemäße Steckverbindung 2 ist aufgrund ihrer Robustheit und Zuverlässigkeit insbesondere zur Ausbildung einer Hochvolt-Steckverbindung geeignet.Due to its robustness and reliability, a plug connection 2 according to the invention is particularly suitable for forming a high-voltage plug connection.

4 zeigt beispielhaft eine Strömungsmaschine 20 mit einem Stator 21, der beispielsweise über mindestens eine erfindungsgemäße Steckverbindung 2 (siehe gestrichelte Linien) mit einem Kabelabgang 22 verbunden ist. In ähnlicher Weise kann der Stator 21 mit einem Inverter (nicht dargestellt) verbunden werden. Die Steckverbindung 2 ist in diesen Anwendungen jeweils eine Hochvolt-Steckverbindung 2. 4 shows an example of a turbomachine 20 with a stator 21, which is connected to a cable outlet 22, for example, via at least one plug-in connection 2 according to the invention (see dashed lines). Similarly, the stator 21 can be connected to an inverter (not shown). In these applications, plug connection 2 is a high-voltage plug connection 2.

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 102017213093 A1 [0004]
EP 3761455 A1 [0005]

Claims

Contact part (1) for forming a plug connection (2), in particular a high-voltage plug connection (2), between a first contact pin (3) and a second contact pin (4), the contact part (1) for receiving one contact pin (3, 4) has a first and a second socket-like end section (5, 6) and at least one resilient contact element (7, 8) for electrically contacting the respective contact pin (3, 4) is accommodated in at least one end section (5, 6).

Contact part (1) after claim 1 , characterized in that the contact part (1) is designed at least in sections as a rotationally symmetrical body and/or has two identically designed socket-like end sections (5, 6).

Contact part (1) after claim 1 or 2 , characterized in that the at least one spring-elastic contact element (7, 8) is a lamella, preferably a socket with a plurality of spring-elastic lamellae, or an annular spring, in particular a helical spring bent into a ring.

Contact part (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one spring-elastic contact element (7, 8) accommodated in a socket-like end section (5, 6) is fixed in the end section (5, 6), for example via at least one form fit causing geometry (16), which is formed on the contact part (1) and / or on the contact element (7, 8).

Contact part (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the contact part (1) has a casing (9), preferably an extrusion coating, made of an electrically non-conductive material, in particular of an electrically non-conductive plastic.

Contact part (1) after claim 5 , characterized in that the casing (9) in the area of at least one socket-like end section (5, 6) of the contact part (1) forms at least one circumferential sealing contour (10), for example a circumferential sealing bead or a circumferential sealing lip.

Plug connection (2), in particular high-voltage plug connection (2), comprising a contact part (1) according to one of the preceding claims and at least one contact pin (3, 4) which is inserted into a socket-like end section (5, 6) of the contact part (1). is.

Plug connection (2) after claim 7 , characterized in that the at least one in the socket-like end section (5, 6) accommodated resilient contact element (7, 8) bears against the contact pin (3, 4) under radial pretension.

Plug connection (2) after claim 7 or 8th , characterized in that the contact pin (3, 4) at its end facing away from the contact part (1) is connected, preferably screwed or pressed, to a current-carrying component (11), for example to a conductor rail, a cable lug or a cable.

Plug connection (2) after claim 9 , characterized in that the contact pin (3, 4) is screwed directly to the current-carrying component (11) via an external thread or indirectly via a screw (12) which is screwed into an internal thread (13) of the contact pin (3, 4). .

Plug connection (2) according to one of Claims 7 until 10 , characterized in that the contact pin (3, 4) is surrounded at least in sections by a sleeve (14, 15) made of an electrically non-conductive material, in particular an electrically non-conductive plastic.

Plug connection (2) according to one of Claims 7 until 11 , characterized in that the contact part (1) in the region of the two end sections (5, 6) is resilient via a circumferential sealing contour (10) and/or a sealing element (17) surrounding the contact part (1), for example in the form of a sealing ring is stored.