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Die Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung einer ersten Kontaktierungseinrichtung an einer zweiten Kontaktierungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer solchen Verbindungsanordnung.
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Der
DE 10 2015 216 567 A1 ist eine Vorrichtung zur Hochvolt-Kontaktierung eines Hybridmoduls als bekannt zu entnehmen. Die Vorrichtung weist eine Trägerplatte mit drei Stromschienen auf, die durch die Trägerplatte geführt sind. Des Weiteren ist aus der
DE 10 2014 017 081 A1 eine Anschlussanordnung zum elektrischen Kontaktieren eines Batteriemoduls bekannt. Darüber hinaus offenbart die
WO 2016/062736 A1 eine Anordnung zur Verbindung eines ersten elektrischen Leiters mit einem zweiten elektrischen Leiter.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verbindungsanordnung sowie ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Verbindungsanordnung zu schaffen, so dass Kontaktierungseinrichtungen auf besonders einfache Weise montiert und dadurch elektrisch miteinander verbunden werden können.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Verbindungsanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 15 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung einer ersten Kontaktierungseinrichtung an einer zweiten Kontaktierungseinrichtung, insbesondere für ein einfach auch als Fahrzeug bezeichnetes Kraftfahrzeug. Dies bedeutet, dass das vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildete Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand die Verbindungsanordnung und somit die Kontaktierungseinrichtungen aufweist. Bei der Verbindungsanordnung sind die Kontaktierungseinrichtungen zum Übertragen von elektrischer Energie, mithin von elektrischen Strom vorgesehen und somit ausgebildet, wobei die Kontaktierungseinrichtungen elektrisch miteinander kontaktiert, mithin elektrisch miteinander verbunden sind. Somit kann beispielsweise die elektrische Energie von der ersten Kontaktierungseinrichtung auf die zweite Kontaktierungseinrichtung und/oder umgekehrt übertragen werden. Insbesondere handelt es sich bei der elektrischen Energie um eine Hochspannung oder die elektrische Energie umfasst eine Hochspannung. Mit anderen Worten sind die Kontaktierungseinrichtungen vorzugsweise dazu ausgebildet, einen elektrischen Strom mit einer Hochspannung zu übertragen. Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung ist unter einer Hochspannung und somit unter der zuvor genannten Hochspannung eine elektrische Spannung zu verstehen, welche größer als 50 Volt, insbesondere größer als 60 Volt, ist, und ganz vorzugsweise mehrere hundert Volt beträgt.
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Um nun die Kontaktierungseinrichtungen besonders einfach und somit zeit- und kostengünstig elektrisch miteinander kontaktieren und in der Folge die Verbindungsanordnung besonders einfach und somit besonders zeit- und kostengünstig montieren und somit herstellen zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die erste Kontaktierungseinrichtung wenigstens oder genau zwei separat voneinander ausgebildete und zum Übertragen der elektrischen Energie ausgebildete Leitungselemente aufweist, nämlich ein erstes Leitungselement und ein zweites Leitungselement. Vorzugsweise sind das erste Leitungselement und das zweite Leitungselement als jeweilige Festkörper ausgebildet. Insbesondere sind das erste Leitungselement und das zweite Leitungselement galvanisch voneinander getrennt beziehungsweise elektrisch voneinander isoliert. Das erste Leitungselement ist von einer elektrisch isolierenden, ersten Umhüllung ummantelt. Das zweite Leitungselement ist von einer separat von der ersten Umhüllung ausgebildeten, zweiten Umhüllung ummantelt. Unter dem Merkmal, dass die erste Umhüllung und die zweite Umhüllung separat voneinander ausgebildet sind, ist insbesondere zu verstehen, dass die erste Umhüllung und die zweite Umhüllung nicht einstückig miteinander ausgebildet sind, das heißt nicht aus einem einzigen Stück gebildet sind, sondern die erste Umhüllung und die zweite Umhüllung sind separat voneinander ausgebildet. Vorzugsweise sind die erste Umhüllung und die zweite Umhüllung als jeweilige Festkörper ausgebildet.
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Die zweite Kontaktierungseinrichtung weist wenigstens oder genau zwei separat voneinander ausgebildete und zum Übertragen der elektrischen Energie ausgebildete Leitungselemente auf, nämlich ein drittes Leitungselement und ein viertes Leitungselement. Vorzugsweise sind das dritte Leitungselement und das vierte Leitungselement als jeweilige Festkörper ausgebildet. Beispielsweise ist das erste Leitungselement aus einem ersten metallischen Werkstoff gebildet, beispielsweise ist das zweite Leitungselement aus einem zweiten metallischen Werkstoff gebildet. Der zweite metallische Werkstoff und der erste metallische Werkstoff können gleich sein. Beispielsweise handelt es sich bei dem ersten metallischen Werkstoff und/oder dem zweiten metallischen Werkstoff um Aluminium beziehungsweise um eine Aluminiumlegierung. Vorzugsweise ist das dritte Leitungselement aus einem dritten metallischen Werkstoff und/oder das vierte Leitungselement aus einem vierten metallischen Werkstoff gebildet, wobei es denkbar ist, dass der dritte metallische Werkstoff und der vierte metallische Werkstoff gleich sind. Es ist denkbar, dass sich der dritte beziehungsweise vierte Werkstoff von dem ersten beziehungsweise zweiten Werkstoff unterscheidet, oder der erste metallische Werkstoff, der zweite metallische Werkstoff, der dritte metallische Werkstoff und der vierte metallische Werkstoff sind gleiche. Beispielsweise kann es sich bei dem dritten beziehungsweise vierten metallischen Werkstoff um Kupfer beziehungsweise um eine Kupferlegierung handeln. Das dritte Leitungselement und das vierte Leitungselement sind von einer dem dritten Leitungselement und dem vierten Leitungselement gemeinsamen, einstückig ausgebildeten, elektrisch isolierenden und separat von der ersten Umhüllung und separat von der zweiten Umhüllung ausgebildeten, dritten Umhüllung ummantelt. Vorzugsweise ist die jeweilige Umhüllung als ein jeweiliger Festkörper ausgebildet. Da die jeweilige Umhüllung das jeweilige Leitungselement elektrisch isoliert, ist die jeweilige Umhüllung vorzugsweise als ein jeweiliger, elektrischer Isolator, mithin als ein jeweiliger Nichtleiter ausgebildet, dessen elektrische Leitfähigkeit vorzugsweise weniger als 10-8 S*cm-1 beträgt. Insbesondere ist es vorgesehen, dass das dritte Leitungselement und das vierte Leitungselement galvanisch voneinander getrennt beziehungsweise elektrisch voneinander isoliert sind, insbesondere mittels der dritten Umhüllung. Ferner ist es denkbar, dass das erste Leitungselement und das zweite Leitungselement mittels der ersten Umhüllung und mittels der zweiten Umhüllung elektrisch voneinander isoliert beziehungsweise galvanisch voneinander getrennt sind. Unter dem Merkmal, dass die dritte Umhüllung einstückig ausgebildet ist, ist zu verstehen, dass die dritte Umhüllung aus einem einzigen Stück gebildet ist, so dass die dritte Umhüllung als ein Monoblock ausgebildet oder durch einen Monoblock gebildet ist. Insbesondere ist es denkbar, dass das erste Leitungselement mit der ersten Umhüllung, insbesondere direkt, umspritzt ist, so dass beispielsweise die erste Umhüllung, insbesondere direkt, an das erste Leitungselement angespritzt ist. Ferner ist es denkbar, dass das zweite Leitungselement mit der zweiten Umhüllung, insbesondere direkt, umspritzt ist, so dass beispielsweise die zweite Umhüllung, insbesondere direkt, an das zweite Leitungselement angespritzt ist. Ferner ist es möglich, dass das dritte Leitungselement und das vierte Leitungselement, insbesondere direkt, mit der dritten Umhüllung umspritzt sind, so dass beispielsweise die dritte Umhüllung, insbesondere direkt, an das dritte Leitungselement und das vierte Leitungselement angespritzt ist. Insbesondere ist es denkbar, dass die jeweilige Umhüllung aus einem jeweiligen Kunststoff gebildet ist. Ganz insbesondere ist die jeweilige Umhüllung durch Spritzgießen, insbesondere durch Kunststoff-Spritzgießen, hergestellt, so dass beispielsweise das jeweilige Leitungselement durch das Spritzgießen, insbesondere durch das Kunststoff-Spritzgießen, mit der jeweiligen Umhüllung ummantelt ist. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die jeweilige Umhüllung durch das Spritzgießen, insbesondere durch das Kunststoff-Spritzgießen, an das jeweilige Leitungselement, insbesondere direkt, angespritzt ist. Es ist denkbar, dass die erste Umhüllung an sich, das heißt für sich alleine betrachtet, einstückig ausgebildet und somit aus einem einzigen Stück gebildet ist. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die zweite Umhüllung an sich, das heißt für sich alleine betrachtet, einstückig ausgebildet und somit aus einem einzigen Stück gebildet ist.
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Des Weiteren ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das erste Leitungselement mit dem dritten Leitungselement und das zweite Leitungselement mit dem vierten Leitungselement über jeweilige, insbesondere als Durchgangsöffnungen ausgebildete Ausnehmungen der Umhüllungen elektrisch kontaktiert, das heißt verbunden ist.
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Das jeweilige Leitungselement ist beispielsweise als eine Stromschiene, insbesondere als eine Hochvolt-Stromschiene, ausgebildet. Dabei ist es insbesondere denkbar, dass das jeweilige Leitungselement zwei einander gegenüberliegende Breitseiten und zwei einander gegenüberliegende und zwischen den Breitseiten angeordnete Schmalseiten aufweist. Ferner ist es denkbar, dass das jeweilige Leitungselement einen rechteckigen Querschnitt aufweist. Einerseits ist es durch die Erfindung möglich, das dritte Leitungselement und das vierte Leitungselement insbesondere dadurch, dass das dritte Leitungselement und das vierte Leitungselement von der gemeinsamen, dritten Umhüllung ummantelt und somit umhüllt sind, gleichzeitig handzuhaben beziehungsweise zu manipulieren und somit besonders einfach und somit zeit- und kostengünstig zu montieren. Andererseits können das erste Leitungselement und das zweite Leitungselement dadurch, dass sie einzeln von der ersten Umhüllung und der zweiten Umhüllung ummantelt und somit umhüllt sind, vorteilhaft relativ zueinander und relativ zu dem dritten Leitungselement und vierten Leitungselement bewegt werden, so dass insbesondere Toleranzen besonders vorteilhaft ausgeglichen werden können. Dadurch kann die Verbindungsanordnung insgesamt besonders zeit- und kostengünstig hergestellt, mithin montiert werden. Der Erfindung liegen dabei insbesondere die folgenden Erkenntnisse und Überlegungen zugrunde: In Fahrzeugen wie beispielsweise Elektrofahrzeugen, insbesondere batterieelektrischen Fahrzeugen, werden für die Verkabelung von Komponenten überwiegend flexible Rundleiter in einem Hochvolt-Bordnetz angewendet. Mit zunehmender Leistungssteigerung jedoch ist ein Einsatz von zumindest im Wesentlichen starren Leitungen wie Stromschienen oder Stromrohren zielführend, um einen Kosten- und Bauraumvorteil in der Entwicklung zu erreichen. Diese starren, einfach auch als Leitungen bezeichneten Leitungselemente haben jedoch einen technischen Nachteil, dass ihre Flexibilität insbesondere bezüglich Biegung limitiert ist. Dies bedeutet, dass ein Kraftaufwand, welcher für eine Positionsverschiebung des jeweiligen Leitungselements, insbesondere relativ zu einer jeweiligen Kontaktierungsschnittstelle umso größer ist, je kleiner eine Distanz einer Leitungsfixierung beispielsweise an einer Karosserie oder an einer umliegenden Komponente zu der Kontaktierungsschnittstelle ist. Zusätzlich muss üblicherweise bei einem Flachleiter eine Position einer Biegung berücksichtigt werden, denn eine Biegekraft ist an einer langen Kante, mithin an der genannten Breitseite viel kleiner als an einer kurzen Kante, mithin als an der jeweiligen, genannten Schmalseite.
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Als Kontaktierungstechnologie kann eine solche Kontaktierungstechnologie zum Einsatz kommen, die eine Direktkontaktierung mittels einer beispielsweise metrischen Schraube vorsieht oder umfasst, um beispielsweise eine erforderliche Kontaktnormalkraft für eine sichere Stromtragfähigkeit zu erzeugen. An Kontaktflächen von Leitungselementen beziehungsweise Kontakthülsen kann beispielsweise je nach Anforderung eine galvanische Edelmetallbeschichtung wie beispielsweise Zinn, Silber und/oder dergleichen zum Einsatz kommen, um einen guten elektrischen Übergangswiderstand zu garantieren. Bei einer Leitung aus einer Aluminiumlegierung wird für eine mehrfach lösbare Kontaktierung in einer Kontaktzone nach heutigem Stand der Technik mindestens eine Kontakthülse aus einer Kupferlegierung sowie eine galvanische Edelmetallbeschichtung an der Kontaktzone vorgesehen. Die Kontakthülsen können eine stoffschlüssige Verbindung mit den beispielsweise aus Aluminium gebildeten und somit als Aluminiumschienen ausgebildeten Stromschienen aufweisen. Je nach Ausführung und Anforderung einer jeweiligen Kontaktierungsstelle kann zwischen Kontaktierungsstellen eine ebene oder konusförmige oder strukturierte Fläche vorgesehen sein, welche durch eine äußere Schraube eine vorteilhafte und erforderliche Mindestkontaktnormalkraft erzeugen kann.
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In einer Fahrzeugintegration kann es aus Montierbarkeitsgründen vorkommen, einen Leitungssatz zusätzlich aufzutrennen, damit ein jeweiliges Fahrzeug ohne zusätzliche Montageaufwände oder Bauteilzusatzvarianten zusammengebaut werden kann. Ein Leitungssatz mit je einem Stecker an jeweiligen Enden mit dieser funktionalen Trennmöglichkeit wird je nach Ausführung der Leiteranzahl als x-polige Trennstelle bezeichnet. Bezogen auf die erfindungsgemäße Verbindungsanordnung ist es somit beispielsweise vorgesehen, dass das erste Leitungselement mit dem dritten Leitungselement an einer auch als erste Trennstelle bezeichneten, ersten Kontaktstelle elektrisch kontaktiert ist. Demzufolge ist beispielsweise das zweite Leitungselement mit dem vierten Leitungselement als eine auch als zweite Trennstelle bezeichneten, zweiten Kontaktstelle elektrisch kontaktiert. Beispielsweise sind die Leitungselemente bei der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung als zumindest im Wesentlichen starre Stromschienen ausgebildet, wobei die Erfindung eine besonders vorteilhaft und dabei zeit- und kostengünstig durchführbare Montierbarkeit realisiert. Bei herkömmlichen Lösungen existieren üblicherweise zumindest die folgenden Nachteile:
- - eingeschränkte Anzahl an Montagelösungsoptionen
- - bei mehrpoliger Kontaktierung ist ein Toleranzausgleich zwischen zwei Trennstellenhälften nur sehr eingeschränkt umsetzbar, das heißt, die Montierbarkeit ist aufgrund von Positions- und Fertigungstoleranzen nicht oder mit nur erhöhtem Kraftaufwand möglich, da insbesondere eine Biegekraft in Kubik mit der Stromschienenhöhe zunimmt
- - mögliches Beschädigungsrisiko an der Schnittstelle sowie Umgebungskomponenten gegeben
- - der Einsatz von einpoligen Kontaktierungssystemen für eine Trennstelle von mehrpoligen Leitungssätzen erhöht Kosten bei zusätzlicher Sicherheitssensorik wie Temperatursensoren, HV-Interlock, da diese für jeden Kontakt umgesetzt werden müssen.
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Die zuvor genannten Nachteile können durch die Erfindung vermieden werden. Dabei bilden beispielsweise das erste Leitungselement und die erste Umhüllung, welche auch als erste Ummantelung bezeichnet wird, einen, insbesondere genau, einpoligen, ersten Teil, und demzufolge bilden beispielsweise das zweite Leitungselement und die zweite Umhüllung, welche auch als zweite Ummantelung bezeichnet wird, einen, insbesondere genau, einpoligen, zweiten Teil. Das dritte Leitungselement und das vierte Leitungselement und die dritte Umhüllung, welche auch als dritte Ummantelung bezeichnet wird, bilden einen, insbesondere genau, zweipoligen, dritten Teil, welcher insbesondere aufgrund der einstückigen Ausgestaltung der dritten Umhüllung als Ganzes, das heißt als ganze Einheit gehandhabt werden kann. Dadurch kann eine flexible und somit zeit- und kostengünstige Montage dargestellt werden.
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Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die erste Umhüllung und die zweite Umhüllung mit der dritten Umhüllung über jeweilige, als Langlöcher ausgebildete Durchgangsöffnungen mechanisch verbunden. Die Langlöcher ermöglichen einen Toleranzausgleich, mithin einen Ausgleich von beispielsweise fertigungsbedingten und/oder montagebedingten Toleranzen, insbesondere dadurch, dass die erste Umhüllung und die zweite Umhüllung jeweils in mehreren, voneinander unterschiedlichen Positionen relativ zu der dritten Umhüllung positioniert und in der jeweiligen Position an der dritten Umhüllung befestigt werden kann.
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Um dabei Toleranzen besonders einfach und vorteilhaft und somit zeit- und kostengünstig ausgleichen zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Langlöcher in der dritten Umhüllung ausgebildet sind. Hierunter ist insbesondere Folgendes zu verstehen: Da die dritte Umhüllung einstückig ausgebildet ist, mithin aus einem einzigen Stück gebildet ist, ist oder bildet die dritte Umhüllung einen einstückig ausgebildeten, mithin aus einem einzigen Stück gebildeten Körper, welcher insbesondere der zuvor genannte Monoblock ist. Dadurch durchdringen die Durchgangsöffnungen einen Teilbereich des Körpers. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass die Durchgangsöffnungen voneinander getrennt sind. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass zwischen den Durchgangsöffnungen ein insbesondere als Festkörper ausgebildeter Wandungsbereich der Durchgangsöffnungen angeordnet ist.
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Um die Verbindungsanordnung besonders einfach und somit zeit- und kostengünstig herstellen, mithin montieren und dabei Toleranzen besonders vorteilhaft ausgleichen zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die jeweiligen Durchgangsöffnungen von jeweiligen Schraubelementen durchdrungen sind, mittels welchen die erste Umhüllung und die zweite Umhüllung mit der dritten Umhüllung verschraubt und dadurch mechanisch mit der dritten Umhüllung verbunden sind. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass beispielsweise eine erste der Durchgangsöffnungen von, insbesondere genau, einem ersten der Schraubelemente durchdrungen ist, und eine zweite der Durchgangsöffnungen ist von, insbesondere genau, einem zweiten der Schraubelemente durchdrungen. Mittels des ersten Schraubelements ist beispielsweise die erste Umhüllung mit der dritten Umhüllung verschraubt, mithin an die dritte Umhüllung angeschraubt, wodurch die erste Umhüllung mechanisch mit der dritten Umhüllung verbunden ist. Mittels des zweiten Schraubelements ist beispielsweise die zweite Umhüllung mit der dritten Umhüllung verschraubt, mithin an die dritte Umhüllung angeschraubt, wodurch die zweite Umhüllung mechanisch mit der dritten Umhüllung verbunden ist.
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Bei einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die erste Umhüllung und die zweite Umhüllung mit der dritten Umhüllung mittels jeweiliger Rastelemente verrastet. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass die erste Umhüllung mit der dritten Umhüllung mittels erster der Rastelemente verrastet ist, und die zweite Umhüllung ist mit der dritten Umhüllung mittels zweiter der Rastelemente verrastet, wodurch die erste Umhüllung und die zweite Umhüllung mechanisch mit der dritten Umhüllung verbunden sind. Insbesondere in Kombination mit der zuvor beschriebenen Verschraubung der ersten Umhüllung und der zweiten Umhüllung mit der dritten Umhüllung kann die jeweilige Verrastung eine Vorverrastung sein, so dass die Verbindungsanordnung beispielsweise derart hergestellt werden kann: Zunächst wird beispielsweise die erste Umhüllung mit der dritten Umhüllung verrastet. Ferner wird beispielsweise zunächst die zweite Umhüllung mit der dritten Umhüllung verrastet. Dadurch sind die erste Umhüllung und die zweite Umhüllung mechanisch mit der dritten Umhüllung verbunden. Um die erste Umhüllung und die zweite Umhüllung einfach und fest an der dritten Umhüllung zu befestigen, werden die erste Umhüllung und die zweite Umhüllung daraufhin, das heißt nach dem Verrasten mit der dritten Umhüllung verschraubt. Dadurch kann eine besonders einfache und somit zeit- und kostengünstig durchführbare Montage dargestellt werden.
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In weiterer, besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist dem ersten Leitungselement eine erste Kontakthülse zugeordnet, welche separat von dem ersten Leitungselement, insbesondere separat von den Leitungselementen, ausgebildet und, insbesondere direkt, elektrisch mit dem ersten Leitungselement kontaktiert ist. Dem zweiten Leitungselement ist eine zweite Kontakthülse zugeordnet, welche separat von dem zweiten Leitungselement, insbesondere separat von den Leitungselementen, ausgebildet und elektrisch mit dem zweiten Leitungselement kontaktiert ist. Dem dritten Leitungselement ist eine dritte Kontakthülse zugeordnet, welche separat von dem dritten Leitungselement, insbesondere separat von den Leitungselementen, ausgebildet und elektrisch mit dem dritten Leitungselement kontaktiert ist. Dem vierten Leitungselement ist eine vierte Kontakthülse zugeordnet, welche separat von dem vierten Leitungselement, insbesondere separat von den Leitungselementen, ausgebildet und elektrisch mit dem vierten Leitungselement kontaktiert ist. Da den jeweiligen Leitungselementen die jeweilige Kontakthülse zugeordnet ist, ist umgekehrt betrachtet der jeweiligen Kontakthülse das jeweilige Leitungselement zugeordnet. Insbesondere ist es denkbar, dass die jeweilige Kontakthülse direkt mit dem jeweiligen, zugeordneten Leitungselement kontaktiert ist. Ganz insbesondere ist es vorgesehen, dass die Kontakthülsen separat voneinander ausgebildet sind. Es ist denkbar, dass die jeweilige Kontakthülse und das jeweilige, zugeordnete Leitungselement aus voneinander unterschiedlichen, insbesondere metallischen, Werkstoffen gebildet sind. Somit ist es denkbar, dass die jeweilige Kontakthülse aus Kupfer beziehungsweise aus einer Kupferlegierung gebildet ist. Dabei ist beispielsweise das jeweilige Leitungselement aus Aluminium beziehungsweise einer Aluminiumlegierung gebildet. Somit ist es insbesondere denkbar, dass die Leitungselemente aus dem gleichen, insbesondere metallischen, Werkstoff wie beispielsweise Aluminium beziehungsweise einer Aluminiumlegierung gebildet sind. Ferner ist es denkbar, dass die Kontakthülsen aus dem gleichen, insbesondere metallischen, Werkstoff wie beispielsweise Kupfer beziehungsweise einer Kupferlegierung gebildet sind.
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Über die Ausnehmungen ist die erste Kontakthülse mit der dritten Kontakthülse und die zweite Kontakthülse mit der vierten Kontakthülse, insbesondere jeweils direkt, elektrisch kontaktiert, wodurch die Verbindungsanordnung besonders einfach und somit besonders zeit- und kostengünstig hergestellt und montiert werden kann.
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Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn der dritten Kontakthülse und der vierten Kontakthülse jeweils ein elektrisch isolierendes Berührschutzelement zugeordnet ist, welches die jeweilige Kontakthülse, welcher das jeweilige Berührschutzelement zugeordnet ist, in axialer Richtung der jeweiligen Kontakthülse überragt. Beispielsweise ist das jeweilige Berührschutzelement separat von der dritten Umhüllung ausbildet und zumindest mittelbar, insbesondere direkt, an der dritten Umhüllung gehalten. Da das jeweilige Berührschutzelement elektrisch isolierend ausgebildet ist, ist das jeweilige Berührschutzelement vorzugsweise ein Isolator, mithin ein elektrischer Nichtleiter, dessen elektrische Leitfähigkeit weniger als 10-8 S*cm-1 beträgt. Hierdurch kann auf besonders einfache Weise eine besonders hohe Sicherheit dargestellt werden, so dass die Verbindungsanordnung beispielsweise von einer Person besonders einfach und somit zeit- und kostengünstig hergestellt beziehungsweise montiert werden kann.
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Um die Kontaktierungseinrichtungen, insbesondere die Leitungselemente, besonders einfach und somit besonders zeit- und kostengünstig sowie besonders sicher und fest miteinander, insbesondere elektrisch und mechanisch, verbinden zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der dritten Kontakthülse eine erste Gewindehülse zugeordnet ist, welche separat von der dritten Kontakthülse, insbesondere separat von den Kontakthülsen, ausgebildet und mit der dritten Kontakthülse, insbesondere direkt, verbunden, beispielsweise verschweißt oder verlötet, ist. Der vierten Kontakthülse ist eine zweite Gewindehülse zugeordnet, welche separat von der vierten Kontakthülse, insbesondere separat von den Kontakthülsen, ausgebildet und mit der vierten Kontakthülse, insbesondere direkt, verbunden, insbesondere verschweißt oder verlötet, ist. Dabei ist eine die erste Kontakthülse durchdringende und in die dritte Kontakthülse und in die erste Gewindehülse eingeschraubte, erste Schraube vorgesehen, welche insbesondere zusätzlich zu den zuvor genannten Schraubelementen vorgesehen ist. Insbesondere ist die erste Schraube direkt in die erste Gewindehülse eingeschraubt. Hierfür weist beispielsweise die erste Schraube ein erstes Außengewinde und die erste Gewindehülse ein erstes Innengewinde auf, wobei das erste Außengewinde direkt in das erste Innengewinde eingeschraubt sein kann. Mittels der ersten Schraube ist die erste Kontakthülse, insbesondere direkt, gegen die dritte Kontakthülse geschraubt, wodurch die erste Kontakthülse und die dritte Kontakthülse und darüber das erste Leitungselement und das dritte Leitungselement elektrisch miteinander kontaktiert sind. Außerdem sind hierdurch beispielsweise das erste Leitungselement und das dritte Leitungselement und die erste Kontakthülse und die dritte Kontakthülse mechanisch miteinander verbunden.
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Vorgesehen ist auch eine insbesondere zusätzlich zu den Schraubelementen und zusätzlich zu der ersten Schraube vorgesehene, zweite Schraube, welche die zweite Kontakthülse durchdringt und in die vierte Kontakthülse und in die zweite Gewindehülse eingreift und in die zweite Gewindehülse, insbesondere direkt, eingeschraubt ist. Hierfür weist beispielsweise die zweite Schraube ein zweites Außengewinde und die zweite Gewindehülse ein zweites Innengewinde auf, in welches beispielsweise das zweite Außengewinde direkt eingeschraubt ist. Mittels der zweiten Schraube ist die zweite Kontakthülse, insbesondere direkt, gegen die vierte Kontakthülse geschraubt, wodurch die zweite Kontakthülse und die vierte Kontakthülse und darüber das zweite Leitungselement und das vierte Leitungselement elektrisch miteinander kontaktiert und insbesondere mechanisch miteinander verbunden sind.
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Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die Verbindungsanordnung einen separat von den Umhüllungen und separat von den Schrauben ausgebildeten und vorzugsweise elektrisch isolierenden, mithin als einen Nichtleiter ausgebildeten Deckel aufweist, welcher mechanisch mit der ersten Umhüllung und/oder mechanisch mit der zweiten Umhüllung verbunden ist und die Schrauben in axialer Richtung der jeweiligen Schrauben vollständig abdeckt. Dadurch kann beispielsweise in vollständig hergestelltem Zustand der Verbindungsanordnung der Deckel einen unerwünschten, direkten Kontakt beispielsweise zwischen einer Person und den Schrauben vermeiden, so dass eine besonders hohe Sicherheit darstellbar ist. Dabei kann die Verbindungsanordnung besonders zeit- und kostengünstig hergestellt werden. Beispielsweise ist der Deckel aus einem insbesondere elektrisch isolierenden Kunststoff, wie beispielsweise dem zuvor Kunststoff gebildet.
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Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn der Deckel gegen die erste Umhüllung und gegen die zweite Umhüllung über jeweilige Dichtungselemente abgedichtet ist. Dadurch kann eine besonders hohe Sicherheit realisiert werden, und die Verbindungsanordnung kann besonders zeit- und kostengünstig hergestellt, mithin montiert werden.
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Bei einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist in die dritte Umhüllung wenigstens oder genau ein zum Erfassen einer Temperatur ausgebildeter Temperatursensor eingebettet. Der Temperatursensor ist mit einem Verbindungselement verbunden, insbesondere derart, dass ein von dem Temperatursensor bereitgestelltes oder bereitstellbares, elektrisches Signal, welches die mittels des Temperatursensors erfasste Temperatur charakterisiert, von dem Temperatursensor an oder auf das auch als Anschlusselement bezeichnete Verbindungselement übertragbar ist. Das Verbindungselement wird auch als erstes Verbindungselement oder erstes Anschlusselement bezeichnet. Über das erste Anschlusselement kann das von dem Temperatursensor bereitstellbare oder bereitgestellte, elektrische, die mittels des Temperatursensors erfasste Temperatur charakterisierende Signal bereitgestellt werden. Insbesondere handelt es sich bei dem ersten Anschlusselement um ein erstes Steckelement, welches auch als erster Stecker bezeichnet wird.
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Der Temperatursensor ist oder bildet beispielsweise eine Sensorik oder ist Bestandteil einer Sensorik, mittels welcher die Verbindungsanordnung vorteilhaft überwacht werden kann. Durch die Einbettung des Temperatursensors in die dritte Umhüllung ist der Temperatursensor in und somit an der dritten Umhüllung angeordnet, so dass eine prozesssichere Detektion der Temperatur und somit eine prozesssichere Überwachung der Verbindungsanordnung realisiert werden kann. Der Temperatursensor kann entweder einpolig oder mehrpolig, insbesondere in Reihe, mit einem so genannten, beispielsweise als HV-Interlock ausgebildeten Interlock verschaltet sein (HV - Hochspannung), so dass beispielsweise eine nur zweipolige, das heißt genau zweipolige Signalleitung für eine Auswertung notwendig oder vorgesehen ist. Beispielsweise kann das Signal an die einfach auch als Leitung bezeichnete Signalleitung übertragen werden. Insbesondere kann das Signal an eine Auswerteelektronik übertragen und von der Auswerteelektronik empfangen werden, insbesondere über die Leitung und somit über das erste Anschlusselement. In Abhängigkeit von der Temperatur kann ein elektrischer Widerstand, insbesondere dessen Widerstandswerthöhe ermittelt und somit identifiziert werden. Insbesondere kann die Auswerteelektronik durch die Ermittlung der Temperatur und somit der Widerstandswerthöhe eindeutig identifizieren, ob beispielsweise ein Interlock geöffnet (Widerstandswerthöhe unendlich) oder geschlossen (Widerstandswert plausibel in Abhängigkeit von der Temperatur) ist und ob der Temperatursensor in einem plausiblen Bereich arbeitet. Mit anderen Worten kann in Abhängigkeit von der Temperatur mittels der Auswerteelektronik die Verbindungsanordnung überwacht werden.
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Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn der Deckel ein mit dem ersten Anschlusselement korrespondierendes, separat von dem ersten Anschlusselement ausgebildetes, zweites Anschlusselement aufweist, welches beispielsweise als ein zweites Steckelement, das heißt als ein zweiter Stecker ausgebildet ist. Dabei sind das erste Anschlusselement und das zweite Anschlusselement, insbesondere zerstörungsfrei lösbar, ineinander gesteckt und dadurch elektrisch miteinander kontaktiert und vorzugsweise auch mechanisch miteinander verbunden, wodurch das Signal von dem ersten Anschlusselement auf das zweite Anschlusselement übertragbar ist. Somit kann auf besonders einfache Weise eine besonders hohe Sicherheit realisiert werden, insbesondere dadurch oder derart, dass der auch als Servicedeckel bezeichnete Deckel konstruktiv so gestaltet ist, dass dieser erst mit der ersten Umhüllung und/oder mit der zweiten Umhüllung fixierbar ist oder fixiert wird und eine auch als Signalkontaktierung bezeichnete Kontaktierung des ersten Anschlusselements beispielsweise durch die zuvor genannte Leitung erst dann ermöglicht, wenn der Deckel mit der ersten Umhüllung und/oder der zweiten Umhüllung verbunden und dabei oder dadurch das zweite Anschlusselement mit dem ersten Anschlusselement elektrisch kontaktiert ist.
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Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn ein separat von dem ersten Anschlusselement und separat von dem zweiten Anschlusselement ausgebildetes, drittes Anschlusselement vorgesehen ist, welche auch als dritter Stecker oder drittes Steckelement bezeichnet wird oder ausgebildet sein kann. Dabei sind das zweite Anschlusselement und das dritte Anschlusselement, insbesondere zerstörungsfrei lösbar, ineinander gesteckt und dadurch elektrisch miteinander kontaktiert und vorzugsweise mechanisch miteinander verbunden, wodurch das Signal von dem zweiten Anschlusselement auf das dritte Anschlusselement übertragbar ist. Beispielsweise ist das dritte Anschlusselement Bestandteil der zuvor genannten Leitung. Beispielsweise kann das dritte Anschlusselement nicht direkt mit dem ersten Anschlusselement elektrisch kontaktiert werden, sondern das dritte Anschlusselement ist nur unter Vermittlung des zweiten Anschlusselements mit dem ersten Anschlusselement elektrisch kontaktierbar, so dass beispielsweise das dritte Anschlusselement erst dann mittelbar mit dem ersten Anschlusselement elektrisch kontaktiert werden kann, wenn das zweite Anschlusselement montiert und dabei elektrisch mit dem ersten Anschlusselement kontaktiert ist. Dabei kann das dritte Anschlusselement nur unter Vermittlung des zweiten Anschlusselements mit dem ersten Anschlusselement elektrisch kontaktiert werden, so dass die Leitung erst bei montiertem Deckel montiert werden kann. Dadurch kann auf besonders einfache Weise eine besonders hohe Sicherheit gewährleistet werden.
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Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die erste Umhüllung und die zweite Umhüllung gegen die dritte Umhüllung über jeweilige Dichtungselemente abgedichtet ist, wodurch auf besonders einfache und kostengünstige Weise eine besonders hohe Sicherheit dargestellt werden kann.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein einfach auch als Fahrzeug bezeichnetes Kraftfahrzeug, welches vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildet ist. Das Kraftfahrzeug gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung weist wenigstens eine Verbindungsanordnung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung auf. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mit den zugehörigen Zeichnungen. Dabei zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung zweier Komponenten eines Kraftfahrzeugs, wobei die Komponenten mittels einer Verbindungsanordnung elektrisch miteinander verbunden sind;
- 2 eine schematische und geschnittene Seitenansicht der Verbindungsanordnung;
- 3 eine schematische Draufsicht der Verbindungsanordnung;
- 4 eine schematische Perspektivansicht der Verbindungsanordnung;
- 5 ausschnittsweise eine weitere schematische Draufsicht der Verbindungsanordnung;
- 6 ausschnittsweise eine weitere schematische Perspektivansicht der Verbindungsanordnung;
- 7 eine schematische Perspektivansicht einer dritten Umhüllung der Verbindungsanordnung;
- 8 ausschnittsweise eine weitere schematische Schnittansicht der Verbindungsanordnung;
- 9 eine schematische und perspektivische Unteransicht eines Deckels der Verbindungsanordnung;
- 10 ausschnittsweise eine schematische und perspektivische Draufsicht der Verbindungsanordnung;
- 11 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht von Leitungselementen der Verbindungsanordnung; und
- 12 ausschnittsweise eine weitere schematische Perspektivansicht der Verbindungsanordnung.
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In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt in einer schematischen Darstellung zwei Komponenten 1 und 2 eines auch als Fahrzeug bezeichneten Kraftfahrzeugs, welches vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen ausgebildet ist und in seinem vollständig hergestellten Zustand die Komponenten 1 und 2 aufweist. Die Komponenten 1 und 2 sind über eine in 1 besonders schematisch dargestellte Verbindungsanordnung 3 elektrisch miteinander verbunden, so dass beispielsweise elektrische Energie über die Verbindungsanordnung 3 von einer der Komponenten 1, 2 auf die andere Komponente 2, 1 übertragen werden kann und/oder umgekehrt. Unter der Übertragung der elektrischen Energie ist insbesondere zu verstehen, dass ein elektrischer Strom mit einer elektrischen Spannung übertragen wird. Ganz vorzugsweise handelt es sich bei der elektrischen Spannung um eine auch als Hochvolt-Spannung bezeichnete Hochspannung, so dass die elektrische Spannung vorzugsweise größer als 50 Volt, insbesondere größer als 60 Volt, ist und ganz vorzugsweise mehrere hundert Volt beträgt. Somit ist die Übertragungsanordnung 3 insbesondere dazu ausgebildet, elektrische Ströme mit einer elektrischen Spannung zu übertragen, welche größer als 50 Volt, insbesondere größer als 60 Volt, ist und ganz vorzugsweise mehrere hundert Volt beträgt. Beispielsweise ist eine der Komponenten 1, 2 als eine elektrische Maschine ausgebildet, durch welche das Fahrzeug, insbesondere rein, elektrisch angetrieben werden kann. Die andere Komponente 2, 1 ist beispielsweise als ein elektrischer Energiespeicher ausgebildet, welcher insbesondere als Batterie, insbesondere als Hochvolt-Batterie, ausgebildet sein kann. Die elektrische Maschine und der elektrische Energiespeicher sind vorzugsweise Hochvolt-Komponenten, deren jeweilige elektrische Spannung, insbesondere elektrische Betriebs- und Nennspannung, vorzugsweise größer als 50 Volt, insbesondere größer als 60 Volt, ist und ganz vorzugsweise mehrere hundert Volt beträgt.
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Besonders gut aus 2 ist erkennbar, dass bei der Verbindungsanordnung 3 eine erste Kontaktierungseinrichtung 4 an einer zweiten Kontaktierungseinrichtung 5 angeordnet ist, derart, dass die zum Übertragen der elektrischen Energie vorgesehenen und somit ausgebildeten Kontaktierungseinrichtungen 4 und 5 elektrisch miteinander kontaktiert sind. Dabei weist die erste Kontaktierungseinrichtung 4 zwei separat voneinander ausgebildete und zum Übertragen der elektrischen Energie ausgebildete Leitungselemente auf, nämlich ein erstes Leitungselement 6 und ein zweites Leitungselement 7. Die Leitungselemente 6 und 7 sind bei in den Fig. gezeigten Ausführungsbeispiel als Stromschienen ausgebildet. Das jeweilige Leitungselement 6, 7 ist als ein Festkörper ausgebildet. Das jeweilige Leitungselement 6, 7 ist aus einem metallischen Werkstoff, vorliegend aus Aluminium, insbesondere aus einer Aluminiumlegierung, gebildet. Insbesondere sind die Leitungselemente 6 und 7 galvanisch voneinander getrennt beziehungsweise elektrisch voneinander isoliert. Besonders gut in Zusammenschau mit 3 ist erkennbar, dass das erste Leitungselement 6, insbesondere direkt, von einer elektrisch isolierenden, ersten Umhüllung 8 ummantelt ist. Außerdem ist das zweite Leitungselement 7, insbesondere direkt, von einer elektrisch isolierenden, separat von der ersten Umhüllung 8 ausgebildeten, zweiten Umhüllung 9 ummantelt. Die Umhüllungen 8 und 9 werden auch als Ummantelungen bezeichnet. Es ist erkennbar, dass die Leitungselemente 6 und 7 einzeln von der jeweiligen Umhüllung 8, 9 umgeben sind, insbesondere derart, dass die Umhüllung 8, insbesondere direkt, an das Leitungselement 6, und die Umhüllung 9, insbesondere direkt an das Leitungselement 7 angespritzt ist.
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Die zweite Kontaktierungseinrichtung 5 weist zwei separat voneinander ausgebildete und zum Übertragen der elektrischen Energie ausgebildete Leitungselemente auf, nämlich ein drittes Leitungselement 10 und ein viertes Leitungselement 11. Die Leitungselemente 10 und 11 sind vorliegend als Stromschienen ausgebildet. Die Leitungselemente 10 und 11 sind vorliegend als Festkörper ausgebildet. Die Leitungselemente 10 und 11 sind beispielsweise galvanisch voneinander getrennt, insbesondere das heißt elektrisch voneinander isoliert. Beispielsweise ist das jeweilige Leitungselement 10, 11 aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere aus Aluminium und ganz insbesondere aus einer Aluminiumlegierung gebildet. Vorzugsweise sind die Leitungselemente 6, 7, 10 und 11 aus dem gleichen metallischen Werkstoff, insbesondere aus der gleichen Aluminiumlegierung, gebildet. Besonders gut in Zusammenschau mit 3 ist erkennbar, dass die Leitungselemente 10 und 11, insbesondere direkt, von einer den Leitungselementen 10 und 11 gemeinsamen, einstückig ausgebildeten, elektrisch isolierenden, dritten Umhüllung 12 ummantelt sind, welche auch als dritte Ummantelung bezeichnet wird. Die dritte Umhüllung 12 ist separat von der Umhüllung 8 und separat von der Umhüllung 9 ausgebildet. Insbesondere ist die jeweilige Umhüllung 8, 9, 12 als ein jeweiliger Festkörper ausgebildet. Ganz insbesondere ist die jeweilige Umhüllung 8, 9, 12 aus einem Kunststoff gebildet. Beispielsweise ist die Umhüllung 12, insbesondere direkt, an die Leitungselemente 10 und 11 angespritzt.
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Aus 2 ist erkennbar, dass das erste Leitungselement 6 mit dem dritten Leitungselement 10 und das zweite Leitungselement 7 mit dem vierten Leitungselement 11 über jeweilige, vorliegend als Durchgangsöffnungen ausgebildete Ausnehmungen 13, 14, 15 und 16 der Umhüllungen 8, 9 und 12 elektrisch kontaktiert ist. Dabei ist die Ausnehmung 13 eine erste Ausnehmung der Umhüllung 8, die Ausnehmung 15 ist eine zweite Ausnehmung der Umhüllung 9 und die Ausnehmung 14 ist eine dritte Ausnehmung der Umhüllung 12 und die Ausnehmung 16 ist eine vierte Ausnehmung der Umhüllung 12.
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Aus 5 ist erkennbar, dass in der ersten Umhüllung 8 ein als Durchgangsöffnung ausgebildetes, erstes Langloch 17 ausgebildet ist. In der Umhüllung 9 ist ein als Durchgangsöffnung ausgebildetes, zweites Langloch 18 ausgebildet. Das Langloch 17 ist in Überlappung mit einer korrespondierenden, ersten Schrauböffnung 19 angeordnet, und das Langloch 18 ist in Überlappung mit einer korrespondierenden, zweiten Schrauböffnung 20 angeordnet. Die Schrauböffnungen 19 und 20 sind in der dritten Umhüllung 12 angeordnet, das heißt ausgebildet, wobei beispielsweise die jeweilige Schrauböffnung 19, 20 als eine Durchgangsöffnung ausgebildet sein kann. Aus 10 ist erkennbar, dass dem Langloch 17 und der Schrauböffnung 19 ein als Schraube ausgebildetes, erstes Schraubelement 21 zugeordnet ist, welches das Langloch 17 durchdringt und in die Schrauböffnung 19 eingeschraubt ist. Dem Langloch 18 und der zugehörigen Schrauböffnung 20 ist ein als zweite Schraube ausgebildetes, zweites Schraubelement 22 zugeordnet, welches das Langloch 18 durchdringt und in die Schrauböffnung 20 eingeschraubt ist. Somit ist die erste Umhüllung 8 mittels des Schraubelements 21 mit der dritten Umhüllung 12 verschraubt und dadurch mechanisch mit der dritten Umhüllung 12 verbunden. Die Umhüllung 9 ist mittels des Schraubelements 22 mit der Umhüllung 12 verbunden und somit mechanisch mit der Umhüllung 12 verbunden. Es ist erkennbar, dass die Umhüllungen 8 und 9 mittels der Schraubelemente 21 und 22 gegen die Umhüllung 12 geschraubt sind und dadurch mechanisch mit der Umhüllung 12 verbunden sind. Dabei ist denkbar, dass in der jeweiligen Schrauböffnung 19, 20 ein jeweiliges, insbesondere als Innengewinde ausgebildetes Gewinde angeordnet ist, insbesondere derart, dass das jeweilige, in der jeweiligen Schrauböffnung 19, 20 angeordnete Gewinde durch einen insbesondere metallischen Gewindeeinsatz gebildet ist, welcher beispielsweise in der Umhüllung 12 eingebettet ist. Die Langlöcher 17 und 18 ermöglichen dabei einen besonders vorteilhaften, insbesondere translatorischen und/oder rotatorischen Toleranzausgleich zwischen der jeweiligen Umhüllung 8, 9 und der Umhüllung 12.
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Des Weiteren ist bei der Verbindungsanordnung 3 eine insbesondere als Vorverrastung ausgebildete Verrastung der jeweiligen Umhüllung 8, 9 mit der Umhüllung 12 vorgesehen. Wie aus 6, 7 und 8 erkennbar ist, weist hierfür die jeweilige Umhüllung 8, 9 wenigstens ein jeweiliges Rastelement 23, 24 auf, welches mit einem jeweiligen, korrespondierenden Rastelement 25, 26 der dritten Umhüllung 12 verrastet ist. Dadurch kann in einem Montageprozess, in dessen Rahmen die Verbindungsanordnung 3 hergestellt und montiert wird, eine sichere Handhabung beispielsweise für eine Person realisiert werden, welche die Verbindungsanordnung 3 herstellt und montiert. Dabei weist beispielsweise das jeweilige Rastelement 23, 24 und/oder das jeweilige und/oder das jeweils korrespondierende Rastelement 25, 26 eine jeweilige Einführschräge 27, 28 auf, wodurch die Rastelemente 23 und 25 beziehungsweise 24 und 26 besonders einfach und vorteilhaft miteinander verrastet werden können.
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Aus 2 ist erkennbar, dass dem ersten Leitungselement 6 eine erste Kontakthülse 27 zugeordnet ist, welche separat von den Leitungselementen 6, 7, 10 und 11 ausgebildet und, insbesondere direkt, elektrisch mit dem ersten Leitungselement 6 verbunden ist. Dem zweiten Leitungselement 7 ist eine zweite Kontakthülse 28 zugeordnet, welche separat von den Leitungselementen 6, 7, 10 und 11 ausgebildet und, insbesondere direkt, elektrisch mit dem Leitungselement 7 kontaktiert ist. Dem dritten Leitungselement 10 ist eine dritte Kontakthülse 29 zugeordnet, welche separat von den Leitungselementen 6, 7, 10 und 11 ausgebildet und, insbesondere direkt, elektrisch mit dem Leitungselement 10 kontaktiert ist. Dem vierten Leitungselement 11 ist eine vierte Kontakthülse 30 zugeordnet, welche separat von den Leitungselementen 6, 7, 10 und 11 ausgebildet und, insbesondere direkt, elektrisch mit dem Leitungselement 11 kontaktiert ist. Die Kontakthülsen 27, 28, 29 und 30 sind separat voneinander ausgebildet. Insbesondere sind die Kontakthülsen 27, 28, 29 und 30 aus dem gleichen, insbesondere metallischen, Werkstoff, insbesondere aus Kupfer beziehungsweise einer Kupferlegierung, gebildet. Die Kontakthülsen 27 und 29 sind, insbesondere direkt, elektrisch miteinander kontaktiert, insbesondere derart, dass jeweilige Stirnseiten der Kontakthülsen 27 und 29 in axialer Richtung der jeweiligen Kontakthülse 27, 29 direkt aneinander abgestützt sind. Die Kontakthülsen 28 und 30 sind elektrisch miteinander kontaktiert, dass jeweilige Stirnseiten der Kontakthülsen 28 und 30 in axialer Richtung der jeweiligen Kontakthülse 28, 30 direkt aneinander abgestützt sind. Somit sind die Leitungselemente 6 und 10 über die Kontakthülsen 27 und 29 elektrisch miteinander kontaktiert, und die Leitungselemente 7 und 11 sind über die Kontakthülsen 28 und 30 elektrisch miteinander kontaktiert.
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Besonders gut aus 7 ist erkennbar, dass der Kontakthülse 29 ein erstes Berührschutzelement 31 zugeordnet ist, und der Kontakthülse 30 ist ein zweites Berührschutzelement 32 zugeordnet. Das jeweilige Berührschutzelement 31, 32 überragt die jeweils zugeordnete Kontakthülse 29, 30 in axialer Richtung der jeweiligen Kontakthülse 29, 30, wodurch ein besonders vorteilhafter Berührschutz dargestellt ist. Insbesondere ist das jeweilige Berührschutzelement 31, 32 elektrisch isolierend und dabei insbesondere aus einem elektrisch isolierenden Kunststoff gebildet. Aus 2 ist erkennbar, dass das Berührschutzelement 31 in die Kontakthülse 27 und das Berührschutzelement 32 in die Kontakthülse 28 eingreift.
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Der dritten Kontakthülse 29 ist eine erste Gewindehülse 33 zugeordnet, welche in die Kontakthülse 29 eingreift. Der vierten Kontakthülse 30 ist eine zweite Gewindehülse 34 zugeordnet, welche in die Kontakthülse 30 eingreift. Die Gewindehülsen 33 und 34 sind separat voneinander und separat von den Kontakthülsen 27, 28, 29 und 30 ausgebildet. Dabei ist die Gewindehülse 33, insbesondere direkt, mit der Kontakthülse 29 verbunden, und die Gewindehülse 34 ist, insbesondere direkt, mit der Kontakthülse 30 verbunden. Vorgesehen ist eine die erste Kontakthülse 27 durchdringende und in die Kontakthülse 29 und in die Gewindehülse 33 eingreifende und, insbesondere direkt, in die Gewindehülse 33 eingeschraubte, erste Schraube 35, mittels welcher die erste Kontakthülse 27 gegen die dritte Kontakthülse 29, insbesondere direkt, geschraubt ist, wodurch die erste Kontakthülse 27 und die dritte Kontakthülse 29 und darüber das erste Leitungselement 6 und das dritte Leitungselement 10 elektrisch miteinander kontaktiert sind. Vorgesehen ist auch eine die zweite Kontakthülse 28 durchdringende und in die Gewindehülse 34 und in die Kontakthülse 30 eingreifende und, insbesondere direkt, in die Gewindehülse 34 eingeschraubte, zweite Schraube 36, mittels welcher die zweite Kontakthülse 28, insbesondere direkt, gegen die vierte Kontakthülse 30 geschraubt ist. Hierdurch sind die zweite Kontakthülse 28 und die vierte Kontakthülse 30 und darüber das zweite Leitungselement 7 und das vierte Leitungselement 11 elektrisch miteinander kontaktiert. Die jeweilige Schraube 35, 36 ist über ihren jeweiligen Schraubenkopf und dabei über eine jeweilige, vorliegend optional vorgesehene Unterlegscheibe 37, 38 insbesondere in axialer Richtung der jeweiligen Schraube 35, 36 an der jeweiligen Kontakthülse 27, 28 und/oder an dem jeweiligen Leitungselement 6, 7 abgestützt. Auf einer jeweiligen, von den Leitungselementen 6 und 7 und von den Umhüllungen 8 und 9 wegweisenden, ersten Seite S1 der Umhüllung 12 sind die Schrauben 35 und 36 und auch die Kontakthülsen 29 und 30 und die Gewindehülsen 33 und 34 und auch die Leitungselemente 10 und 11 durch die Umhüllung 12 vollständig abgedeckt und somit überdeckt und insbesondere elektrisch isoliert. Auf einer jeweiligen, von der Umhüllung 12 weg- oder abgewandten, zweiten Seite S2 der jeweiligen Umhüllung 8, 9 ist Folgendes vorgesehen: Auf der jeweiligen, zweiten Seite S2 der jeweiligen Umhüllung 8, 9 ist ein auch als Servicedeckel bezeichneter Deckel 39 vorgesehen, welcher besonders gut aus 3 und 4 erkennbar ist. Der Deckel 39 ist separat von den Umhüllungen 8, 9 und 12 und separat von den Schrauben 35 und 36 und auch separat von den Schraubelementen 21 und 22 ausgebildet, wobei es vorliegend vorgesehen ist, dass die Schrauben 36 und 35 zusätzlich zu den Schraubelementen 21 und 22 vorgesehen sind. Mittels des Deckels 39 sind die Schrauben 35 und 36 auf der jeweiligen, zweiten Seite S2 vollständig abgedeckt und somit überdeckt und elektrisch isoliert, wobei der Deckel 39 auf der jeweiligen Seite S2 beispielsweise auch die Unterlegscheiben 37 und 38 und/oder die Leitungselemente 6 und 7, insbesondere vollständig, abdeckt. Insbesondere ist der Deckel 39 ein elektrisch isolierender Deckel und dabei aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff, insbesondere Kunststoff, gebildet.
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Aus 9 ist erkennbar, dass der Deckel 39 Aufnahmen 40 und 41 aufweist, wobei die Schraube 35, insbesondere ihr Schraubenkopf, zumindest teilweise in der Aufnahme 40 und die Schraube 36, insbesondere ihr Schraubenkopf, zumindest teilweise in der Aufnahme 41 aufgenommen ist. Die jeweilige Aufnahme 40, 41 ist entlang ihrer Umfangsrichtung insbesondere vollständig umlaufend von einem jeweiligen Dichtungselement 42, 43 umgeben, wobei der Deckel 39 mittels der Dichtungselemente 42 und 43 gegen die jeweilige Umhüllung 8, 9 abgedichtet ist, insbesondere derart, dass der Deckel 39 mittels des Dichtungselements 42 gegen die Umhüllung 8 und mittels des Dichtungselements 43 gegen die Umhüllung 9 abgedichtet ist.
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Aus 2 und 11 ist erkennbar, dass in die dritte Umhüllung 12 wenigstens oder genau ein Temperatursensor 44 eingebettet ist, mittels welchem eine Temperatur erfasst werden kann. Der Temperatursensor 44 kann ein elektrisches Signal bereitstellen, welches die mittels des Temperatursensors 44 erfasste Temperatur charakterisiert, das heißt beschreibt. Der Temperatursensor 44 ist elektrisch mit einem ersten Anschlusselement 45 kontaktiert, das heißt verbunden, wobei das Anschlusselement 45 an der dritten Umhüllung 12 gehalten, insbesondere zumindest teilweise in die Umhüllung 12 eingebettet, ist. Das erste Anschlusselement 45 kann das Signal bereitstellen, so dass das Signal von dem Temperatursensor 44 über das Anschlusselement 45 bereitgestellt werden kann. Das Signal kann beispielsweise von einer Auswerteelektronik empfangen werden, so dass die Auswerteelektronik in Abhängigkeit von dem Signal die Verbindungsanordnung 3 überwachen kann.
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Aus 12 ist erkennbar, dass der Deckel 39 ein mit dem ersten Anschlusselement 45 korrespondierendes, separat von dem Anschlusselement 45 ausgebildetes, zweites Anschlusselement 46 aufweist, wobei das erste Anschlusselement 45 und das zweite Anschlusselement 46, insbesondere zerstörungsfrei lösbar, ineinander gesteckt und dadurch elektrisch miteinander kontaktiert sind. Hierdurch kann das Signal von dem Anschlusselement 45 auf das Anschlusselement 46 übertragen und von dem Anschlusselement 46 bereitgestellt werden. Vorgesehen ist auch ein in 12 erkennbares, separat von dem Anschlusselement 45 und separat von dem Anschlusselement 46 ausgebildetes, drittes Anschlusselement 47. Das Anschlusselement 47 ist Bestandteil auch einer als Signalleitung bezeichneten Leitung 48, über welche das Signal insbesondere von dem Anschlusselement 46 zu der Auswerteelektronik übertragen werden kann. Somit kann die Auswerteelektronik das Signal über die Leitung 48 empfangen. In vollständig hergestelltem Zustand der Verbindungsanordnung 3 sind das zweite Anschlusselement 46 und das dritte Anschlusselement 47 ineinander gesteckt und dadurch elektrisch miteinander kontaktiert, wodurch das Signal von dem zweiten Anschlusselement 46 auf das dritte Anschlusselement 47 übertragen werden kann. Dabei sind beispielsweise die Anschlusselemente 45 und 46 derart ineinander gesteckt, dass das Anschlusselement 46 in das Anschlusselement 45 eingesteckt ist. Die Anschlusselemente 46 und 47 sind beispielsweise derart ineinander gesteckt, dass das Anschlusselement 47 in das Anschlusselement 46 eingesteckt ist oder umgekehrt. Somit sind die Anschlusselemente 45, 46 und 47 Stecker. Bezogen auf die Anschlusselemente 45, 46 und 47 kann das Anschlusselement 47 nicht ohne das Anschlusselement 46 mit dem Anschlusselement 45 elektrisch kontaktiert werden, so dass das Anschlusselement 47 nur unter Vermittlung des Anschlusselements 46 mit dem Anschlusselement 45 elektrisch kontaktiert werden kann. Hierdurch kann eine besonders sichere Montage der Verbindungsanordnung 3 gewährleistet werden. Vorzugsweise ist die jeweilige Schraube 35, 36 eine M6-Schraube und/oder berührgeschützt. Insbesondere ist das Anschlusselement 47 ein Kommunikationsstecker, über welchen das Signal zu der Auswerteelektronik übertragen werden kann. Der Deckel 39 ist durch Schrauben an der Umhüllung 8 gehalten. Hierfür weist die Umhüllung 8, wie aus 5 erkennbar ist, eine beispielsweise als Durchgangsöffnung ausgebildete Schrauböffnung 49 auf. In der Schrauböffnung 49 ist beispielsweise ein insbesondere als Innengewinde ausgebildetes, zweites Gewinde angeordnet, wobei das zweite Gewinde beispielsweise durch einen Gewindeeinsatz gebildet ist, der beispielsweise in die Umhüllung 8 eingebettet ist. Der Schrauböffnung 49 ist ein vorliegend als weitere Schraube ausgebildetes Schraubelement 50 (10) zugeordnet. Das Schraubelement 50 durchdringt eine korrespondierende, aus 9 erkennbare Durchgangsöffnung 51 des Deckels 39 und ist in die korrespondierende Schrauböffnung 49 eingeschraubt und dadurch mit der Umhüllung 8 verschraubt. Hierdurch ist der Deckel 39 mit der Umhüllung 8 verschraubt und dadurch an der Umhüllung 8 und auch an der Umhüllung 9 gehalten.
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Besonders gut aus 6 ist erkennbar, dass die Langlöcher 17 und 18 der Umhüllungen 8 und 9 als Durchgangsöffnungen ausgebildet sind.
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Aus 7 ist erkennbar, dass die Umhüllung 12 mittels eines Dichtungselements 52 gegen die Umhüllung 8 und mittels eines Dichtungselements 53 gegen die Umhüllung 9 abgedichtet ist. Vorliegend verläuft das Dichtungselement 52 in Umfangsrichtung der Kontakthülse 29 vollständig um die Kontakthülse 29 herum, und das Dichtungselement 53 verläuft in Umfangsrichtung der Kontakthülse 30 vollständig umlaufend um die Kontakthülse 30 herum.
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Aus 7 ist besonders gut die Anordnung des Deckels 39 an den Umhüllungen 8 und 9 erkennbar. Aus 5 ist erkennbar, dass die Langlöcher 17 und 18 einen rotatorischen Toleranzausgleich um vorliegend bis zu +/- 3 Grad zwischen der jeweiligen Umhüllung 8, 9 und der Umhüllung 12 zulassen. Außerdem kann mittels der Dichtungselemente 52 und 53 eine besonders vorteilhafte radiale und axiale Dichtung realisiert werden. Außerdem können definierte Wasserauslauflöcher realisiert sein, wodurch ein Unterwandern der Dichtungselemente 52 und 53 mit Wasser vermieden werden kann. Diese Wasserablauflöcher sind vorliegend zwischen Rastteilen des jeweiligen Rastelements 23, 24 angeordnet, insbesondere in Umfangsrichtung der jeweiligen Schraube 35, 36 betrachtet. Insbesondere ist es denkbar, dass das jeweilige Dichtungselement 52, 53, insbesondere in seinem jeweiligen Querschnitt betrachtet, L-förmig ausgebildet ist und/oder wenigstens oder genau zwei Lamellen aufweist, um hierdurch eine besonders vorteilhafte, insbesondere radiale und axiale Dichtwirkung realisieren zu können. Entsprechendes kann auf das jeweilige Dichtungselement 42, 43 an oder in dem Deckel 39 übertragen werden. Somit ist beispielsweise das jeweilige Dichtungselement 42, 43 insbesondere in seinem jeweiligen Querschnitt betrachtet L-förmig ausgebildet und/oder das jeweilige Dichtungselement 42, 43 weist wenigstens oder genau zwei Lamellen auf, insbesondere um eine besonders vorteilhafte radiale und axiale Dichtwirkung zu realisieren. Insbesondere bilden die Rastteile einen segmentierten Fangkragen, welcher in Umfangsrichtung der jeweiligen Schraube 35, 36 segmentiert ist, derart, dass in Umfangsrichtung der jeweiligen Schraube 35, 36 zwischen jeweiligen Rastteilen die jeweilige Wasserablauföffnung angeordnet ist, insbesondere als jeweilige Durchgangsöffnung.
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Insbesondere ist es möglich, die Leitungselemente 6 und 7 unabhängig voneinander und insbesondere sukzessive an die Leitungselemente 10 und 11 anzubinden. Zunächst wird beispielsweise die jeweilige Umhüllung 8, 9 mit der Umhüllung 12 verrastet und somit vorverrastet. Daraufhin wird die jeweilige Umhüllung 8, 9 mit der Umhüllung 12 verschraubt, insbesondere mittels vorverschraubt und dabei insbesondere mittels der Schraubelemente 21 und 22. Daraufhin erfolgt beispielsweise eine elektrische Verschraubung derart, dass die Schrauben 35 und 36 verschraubt und insbesondere an- oder festgezogen werden. Hierdurch wird das Leitungselement 6 elektrisch mit dem Leitungselement 10 und das Leitungselement 7 elektrisch mit dem Leitungselement 11 elektrisch kontaktiert, und die Leitungselemente 6 und 7 werden auch mechanisch und fest an die Leitungselemente 10 und 11 angebunden. Daraufhin erfolgt eine Montage des Deckels 39, welcher wie beschrieben mit der Umhüllung 12 verschraubt wird, insbesondere mittels des Schraubelements 50. Hierdurch kann eine Entkopplung der mechanischen und elektrischen Verbindungen realisiert werden, insbesondere durch eine zusätzliche, das heißt zusätzlich zu der elektrischen Verschraubung vorgesehene, mechanische Verschraubung, welche als mechanische Vorverschraubung ausgebildet ist und mittels der Schraubelemente 21 und 22 realisierbar ist. Die jeweiligen Schrauben können dabei verliersicher montiert werden.
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Der Temperatursensor 44 ist beispielsweise ein PTC-Element, welcher mit der Umhüllung 12 ummantelt, insbesondere umspritzt, wird. Insbesondere ist die Leitung 48 eine Leitung eines Bordnetzes, so dass das erste Anschlusselement 45 über die Anschlusselemente 46 und 47 mit dem Bordnetz elektrisch verbunden werden kann. Insbesondere umfasst das Anschlusselement 46 ein Stiftgehäuse, insbesondere beidseitig mit integriertem Stanzgitter. Das beispielsweise als Bordnetzstecker ausgebildete Anschlusselement 47 kann nicht direkt in oder auf das Anschlusselement 45 gesteckt werden, sondern muss unter Vermittlung des Anschlusselements 46 elektrisch mit dem Anschlusselement 45 kontaktiert werden. Hierdurch kann ein Schutz vor fehlerhafter Verbindung gewährleistet werden. Insbesondere können die folgenden Vorteile realisiert werden:
- - vereinfachte Montage in einem Fahrzeugwerk und in einem Service
- - neue Leitungsverlegungsoptionen in der Entwicklung möglich
- - Kosteneinsparung aufgrund minimaler Signalauswertung bei mehrpoligen Trennstellen und deren Auswerteelektronik
- - geringere statische Ausfallrate durch eine Reduktion von Kontaktierungsstecksystemen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Komponente
- 2
- Komponente
- 3
- Verbindungsanordnung
- 4
- Kontaktierungseinrichtung
- 5
- Kontaktierungseinrichtung
- 6
- Leitungselement
- 7
- Leitungselement
- 8
- Umhüllung
- 9
- Umhüllung
- 10
- Leitungselement
- 11
- Leitungselement
- 12
- Umhüllung
- 13
- Ausnehmung
- 14
- Ausnehmung
- 15
- Ausnehmung
- 16
- Ausnehmung
- 17
- Langloch
- 18
- Langloch
- 19
- Schrauböffnung
- 20
- Schrauböffnung
- 21
- Schraubelement
- 22
- Schraubelement
- 23
- Rastelement
- 24
- Rastelement
- 25
- Rastelement
- 26
- Rastelement
- 27
- Kontakthülse
- 28
- Kontakthülse
- 29
- Kontakthülse
- 30
- Kontakthülse
- 31
- Berührschutzelement
- 32
- Berührschutzelement
- 33
- Gewindehülse
- 34
- Gewindehülse
- 35
- Schraube
- 36
- Schraube
- 37
- Unterlegscheibe
- 38
- Unterlegscheibe
- 39
- Deckel
- 40
- Aufnahme
- 41
- Aufnahme
- 42
- Dichtungselement
- 43
- Dichtungselement
- 44
- Temperatursensor
- 45
- Anschlusselement
- 46
- Anschlusselement
- 47
- Anschlusselement
- 48
- Leitung
- 49
- Schrauböffnung
- 50
- Schraube
- 51
- Durchgangsöffnung
- S1
- Seite
- S2
- Seite
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015216567 A1 [0002]
- DE 102014017081 A1 [0002]
- WO 2016062736 A1 [0002]