DE102022127535A1

DE102022127535A1 - Fingersichere Klemmenanordnung für Hochspannungsanwendungen

Info

Publication number: DE102022127535A1
Application number: DE102022127535.3A
Authority: DE
Inventors: Mitchell Stojanovski
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2022-06-09
Filing date: 2022-10-19
Publication date: 2023-12-14
Also published as: CN117254221A; US20230402726A1

Abstract

Eine Anschlussanordnung für Hochspannungsbatterien wird offenbart. Die Anschlussanordnung umfasst ein Substrat mit konzentrischen, im Allgemeinen röhrenförmigen Innen- und Außenwänden, die sich von einer oberen Fläche des Substrats aus erstrecken, wobei ein ringförmiger Anschluss auf der oberen Fläche zwischen der Innenwand und der Außenwand angeordnet ist. Die Innenwand und die Außenwand haben jeweils eine innere und eine äußere Höhe über einer oberen Fläche des ringförmigen Anschlusses, und der ringförmige Anschluss hat eine radiale Spannweite zwischen der Innenwand und der Außenwand, wobei die innere Höhe und die äußere Höhe und die radiale Spannweite so bemessen sind, dass verhindert wird, dass menschliche Fingerspitzen, die größer als eine vorbestimmte Größe sind, den ringförmige Anschluss berühren.

Description

Einführung
Batterien werden häufig zu Batteriepaketen zusammengeschlossen. Ein Problem, das bei einzelnen Batterien mit hoher Spannung oder bei einem Batteriesatz mit hoher Spannung auftreten kann, ist die Sicherheit des Bedienpersonals bei der Handhabung solcher Batterien. Ein Problem ist zum Beispiel, dass ein Mensch versehentlich einen oder mehrere freiliegende Batterieanschlüsse berühren und einen elektrischen Schlag erhalten könnte. Ein weiteres Problem besteht darin, dass ein Schraubenschlüssel oder ein anderes Metallwerkzeug versehentlich fallen gelassen oder von einem menschlichen Bediener oder einem Montageroboter gegen einen oder mehrere freiliegende Batterieanschlüsse gedrückt werden und einen Lichtbogen oder eine Entladung verursachen könnte.
Diese Bedenken werden häufig dadurch ausgeräumt, dass die Anschlüsse mit Kunststoffkappen abgedeckt werden (z. B. während des Versands und der Lagerung der Batterien), um zu verhindern, dass Bediener die Anschlüsse versehentlich berühren oder ein Werkzeug mit den Polen in Kontakt kommt. Solche Abdeckungen erhöhen jedoch die Kosten, die Anzahl der Teile und das Problem des Recyclings bzw. der Abfallentsorgung und müssen zudem vor der Befestigung eines Steckers an der Klemme entfernt werden.
Beschreibung der Erfindung
Gemäß einer Ausführungsform umfasst eine Anschlussanordnung ein Substrat, das aus einem ersten elektrisch isolierenden Material gefertigt ist und eine obere Fläche aufweist. Eine im Allgemeinen röhrenförmige Innenwand erstreckt sich an einem ersten Ende davon von der oberen Fläche und endet an einem zweiten Ende davon gegenüber dem ersten Ende, wobei die Innenwand aus einem zweiten elektrisch isolierenden Material gefertigt ist und eine innere Umfangsfläche, die in einem inneren Radius von einer zentralen Achse der Innenwand angeordnet ist, und eine ringförmige Lippe aufweist, die sich vom zweiten Ende nach innen erstreckt. Eine allgemein röhrenförmige Außenwand erstreckt sich an einem dritten Ende davon von der oberen Fläche und endet an einem vierten Ende davon gegenüber dem dritten Ende, wobei die Außenwand aus einem dritten elektrisch isolierenden Material gefertigt ist und einen Außenradius aufweist, der größer ist als der Innenradius, der sich von der Mittelachse erstreckt, wobei die Außenwand konzentrisch mit der Innenwand ist. Ein elektrisch leitender ringförmiger Anschluss ist auf der oberen Fläche angeordnet und umgibt die Innenwand zwischen der Innenwand und der Außenwand. Und ein elektrisch leitender röhrenförmiger Anschluss erstreckt sich durch eine in der oberen Fläche des Substrats gebildete Öffnung und hat eine äußere Umfangsfläche, die in Kontakt mit der inneren Umfangsfläche der Innenwand angeordnet ist.
In dieser Ausführungsform ist die Außenwand an dem Substrat befestigt, indem das Substrat eine erste Vielzahl von Schlitzen aufweist, die in der oberen Fläche ausgebildet sind, und die Außenwand eine zweite Vielzahl von Laschen aufweist, die sich von dem dritten Ende radial nach außen erstrecken, wobei die zweite Vielzahl von Laschen in die jeweiligen Schlitze der ersten Vielzahl von Schlitzen eingerastet ist, oder indem die Außenwand als Teil des Substrats geformt ist. Zusätzlich ist die Innenwand an dem Substrat durch mindestens eines der Folgenden befestigt: (i) das Substrat weist eine dritte Vielzahl von Schlitzen auf, die in der oberen Fläche ausgebildet sind, und die Innenwand weist eine vierte Vielzahl von Laschen auf, die sich vom ersten Ende radial nach außen erstrecken, wobei die vierte Vielzahl von Laschen in die jeweiligen Schlitze der dritten Vielzahl von Schlitzen eingerastet ist; (ii) die Innenwand ist auf einen oberen Abschnitt des röhrenförmigen Anschlusses aufgepresst ist und der röhrenförmige Anschluss weist eine oder mehrere Schultern auf der äußeren Umfangsfläche auf, die breiter als die Öffnung sind, um zu verhindern, dass ein unterer Abschnitt des röhrenförmigen Anschlusses durch die Öffnung hindurchgeht; und (iii) die Innenwand ist als Teil des Substrats geformt.
Die erste Vielzahl von Schlitzen, die zweite Vielzahl von Laschen, die dritte Vielzahl von Schlitzen und die vierte Vielzahl von Laschen können jeweils in Umfangsrichtung um die Mittelachse angeordnet sein. Die Innenwand kann als Teil des Substrats geformt sein und zumindest einen Teil des röhrenförmigen Anschlusses bedecken. Auch die Außenwand kann als Teil des Substrats geformt sein, und die Außenwand kann eine Vielzahl von Außenwandsegmenten umfassen, die in Umfangsrichtung um die Mittelachse herum angeordnet sind. Die Innenwand und die Außenwand können jeweils eine innere Höhe bzw. eine äußere Höhe über einer oberen Fläche des ringförmigen Anschlusses haben, und der ringförmige Anschluss kann eine radiale Spanne zwischen der Innenwand und der Außenwand haben, wobei die innere Höhe und die äußere Höhe und die radiale Spanne so bemessen sind, dass verhindert wird, dass menschliche Fingerspitzen, die größer als eine vorbestimmte Größe sind, den ringförmigen Anschluss berühren. Zusätzlich oder alternativ kann die ringförmige Lippe eine ringförmige Lippendicke aufweisen und ein ringförmiges Loch mit einem ringförmigen Lochdurchmesser definieren, wobei der ringförmige Lochdurchmesser und die ringförmige Lippendicke so bemessen sind, dass verhindert wird, dass menschliche Fingerspitzen oberhalb einer vorbestimmten Größe den rohrförmigen Anschluss berühren.
Das zweite elektrisch isolierende Material und das dritte elektrisch isolierende Material können dasselbe sein, oder das erste elektrisch isolierenden Material, das zweite elektrisch isolierende Material und das dritte elektrisch isolierende Material können dasselbe sein. Die Anschlussanordnung kann ferner eine dielektrische Schicht umfassen, die das Substrat bedeckt und ein darin ausgebildetes Fenster aufweist, durch das entsprechende Teile der Innenwand, der Außenwand und des röhrenförmigen Anschlusses hindurchragen. Die Anschlussanordnung kann auch eine elektrische Leitung umfassen, die von dem Substrat getragen wird und mit dem ringförmigen Anschluss und/oder dem röhrenförmigen Anschluss betriebsmäßig verbunden ist.
Gemäß einer anderen Ausführungsform umfasst eine Anschlussanordnung für eine Hochspannungsbatterie: (i) ein Substrat, das aus einem ersten elektrisch isolierenden Material gefertigt ist und eine obere Fläche aufweist; (ii) eine allgemein röhrenförmige Innenwand, die sich an einem ersten Ende davon von der oberen Fläche aus erstreckt und an einem zweiten Ende davon gegenüber dem ersten Ende endet, wobei die Innenwand aus einem zweiten elektrisch isolierenden Material hergestellt ist und eine innere Umfangsfläche, die in einem inneren Radius von einer Mittelachse der Innenwand angeordnet ist, und eine ringförmige Lippe aufweist, die sich vom zweiten Ende aus nach innen erstreckt; (iii) eine allgemein röhrenförmige Außenwand, die sich an einem dritten Ende davon von der oberen Fläche aus erstreckt und an einem vierten Ende davon gegenüber dem dritten Ende endet, wobei die Außenwand aus einem dritten elektrisch isolierenden Material gefertigt ist und einen Außenradius aufweist, der größer ist als der Innenradius, der sich von der Mittelachse aus erstreckt, wobei die Außenwand konzentrisch mit der Innenwand ist; (iv) einen elektrisch leitenden ringförmigen Anschluss, der oben auf der oberen Fläche angeordnet ist und die Innenwand zwischen der Innenwand und der Außenwand umgibt; (v) einen elektrisch leitenden röhrenförmigen Anschluß, der sich durch eine in der oberen Fläche des Substrats ausgebildete Öffnung erstreckt und eine äußere Umfangsfläche aufweist, die in Kontakt mit der inneren Umfangsfläche der Innenwand angeordnet ist; (vi) eine dielektrische Schicht, die das Substrat bedeckt und ein darin ausgebildetes Fenster aufweist, durch das jeweilige Abschnitte der Innenwand, der Außenwand und des röhrenförmigen Anschlusses hindurchragen; und (vii) eine elektrische Leitung, die von dem Substrat getragen wird und betriebsmäßig mit dem ringförmigen Anschluss und/oder dem röhrenförmigen Anschluss verbunden ist.
In dieser Ausführungsform ist die Außenwand an dem Substrat befestigt, indem (a) das Substrat eine erste Vielzahl von Schlitzen aufweist, die in der oberen Fläche ausgebildet sind, und die Außenwand eine zweite Vielzahl von Laschen aufweist, die sich von dem dritten Ende radial nach außen erstrecken, wobei die zweite Vielzahl von Laschen in die jeweiligen Schlitze der ersten Vielzahl von Schlitzen eingerastet ist, oder (b) die Außenwand als Teil des Substrats geformt ist. Auch in dieser Ausführungsform ist die Innenwand an dem Substrat befestigt, indem (c) das Substrat eine dritte Vielzahl von Schlitzen aufweist, die in der oberen Oberfläche ausgebildet sind, und die Innenwand eine vierte Vielzahl von Laschen aufweist, die sich von dem ersten Ende radial nach außen erstrecken, wobei die vierte Vielzahl von Laschen in die jeweiligen Schlitze der dritten Vielzahl von Schlitzen eingerastet ist, (d) die Innenwand auf einen oberen Abschnitt des rohrförmigen Anschlusses aufgepresst ist und der röhrenförmige Anschluss eine oder mehrere Schultern auf der äußeren Umfangsfläche aufweist, die breiter als die Öffnung sind, um zu verhindern, dass ein unterer Abschnitt des röhrenförmigen Anschlusses durch die Öffnung hindurchgeht, und (e) die Innenwand als Teil des Substrats geformt ist.
Auch in dieser Ausführungsform können die erste Vielzahl von Schlitzen, die zweite Vielzahl von Laschen, die dritte Vielzahl von Schlitzen und die vierte Vielzahl von Laschen jeweils in Umfangsrichtung um die Mittelachse herum angeordnet sein. Außerdem kann die Innenwand als Teil des Substrats geformt sein und mindestens einen Teil des röhrenförmigen Anschlusses bedecken, und die Außenwand kann als Teil des Substrats geformt sein, und die Außenwand kann eine Vielzahl von Außenwandsegmenten umfassen, die in Umfangsrichtung um die Mittelachse angeordnet sind.
Die Innenwand und die Außenwand können eine innere Höhe bzw. eine äußere Höhe über einer oberen Fläche des ringförmigen Anschlusses aufweisen, und der ringförmige Anschluss kann eine radiale Spanne zwischen der Innenwand und der Außenwand haben, wobei die innere Höhe und die äußere Höhe und die radiale Spanne so bemessen sind, dass menschliche Fingerspitzen über einer vorbestimmten Größe den ringförmigen Anschluss nicht berühren können. Zusätzlich kann die ringförmige Lippe eine ringförmige Lippendicke aufweisen und ein ringförmiges Loch mit einem ringförmigen Lochdurchmesser definieren, wobei der ringförmige Lochdurchmesser und die ringförmige Lippendicke so bemessen sind, dass menschliche Fingerspitzen oberhalb einer vorbestimmten Größe davon abgehalten werden, den röhrenförmigen Anschluss zu berühren. Ferner können das zweite und das dritte elektrisch isolierende Material identisch sein.
Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform umfasst eine Anschlussanordnung für eine Hochspannungsbatterie: ein Substrat, das aus einem ersten elektrisch isolierenden Material gefertigt ist und eine obere Fläche aufweist; eine röhrenförmige Innenwand, die sich an einem ersten Ende davon von der oberen Fläche aus erstreckt und an einem zweiten Ende davon gegenüber dem ersten Ende endet, wobei die Innenwand aus einem zweiten elektrisch isolierenden Material gefertigt ist und eine innere Umfangsfläche, die in einem inneren Radius von einer Mittelachse der Innenwand angeordnet ist, und eine ringförmige Lippe aufweist, die sich vom zweiten Ende aus nach innen erstreckt; eine röhrenförmige Außenwand, die sich an einem dritten Ende davon von der oberen Fläche aus erstreckt und an einem vierten Ende davon gegenüber dem dritten Ende endet, wobei die Außenwand aus einem dritten elektrisch isolierenden Material hergestellt ist und einen Außenradius aufweist, der größer ist als der sich von der Mittelachse aus erstreckende Innenradius, wobei die Außenwand konzentrisch mit der Innenwand ist; einen elektrisch leitenden ringförmigen Anschluss, der oben auf der oberen Fläche angeordnet ist und die Innenwand zwischen der Innenwand und der Außenwand umgibt; und einen elektrisch leitenden röhrenförmigen Anschluss, der sich durch eine in der oberen Fläche des Substrats ausgebildete Öffnung erstreckt und eine äußere Umfangsfläche aufweist, die in Kontakt mit der inneren Umfangsfläche der Innenwand angeordnet ist.
Die Außenwand ist an dem Substrat befestigt, indem das Substrat eine erste Vielzahl von Schlitzen aufweist, die in der oberen Oberfläche gebildet sind, und die Außenwand eine zweite Vielzahl von Laschen aufweist, die sich von dem dritten Ende radial nach außen erstrecken, wobei die zweite Vielzahl von Laschen in die jeweiligen Schlitze der ersten Vielzahl von Schlitzen eingerastet ist. Die Innenwand ist an dem Substrat befestigt, indem die Innenwand auf einen oberen Abschnitt des röhrenförmigen Anschlusses gepresst wird und der röhrenförmige Anschluss eine oder mehrere Schultern auf der äußeren Umfangsfläche aufweist, die breiter als die Öffnung sind, um zu verhindern, dass ein unterer Abschnitt des röhrenförmigen Anschlusses durch die Öffnung hindurchgeht.
In dieser Konfiguration können die Innenwand und die Außenwand eine innere Höhe bzw. eine äußere Höhe über einer oberen Fläche des ringförmigen Anschlusses haben, und der ringförmige Anschluss kann eine radiale Spanne zwischen der Innenwand und der Außenwand aufweisen, wobei die innere Höhe und die äußere Höhe und die radiale Spanne so bemessen sind, dass verhindert wird, dass menschliche Fingerspitzen oberhalb einer vorgegebenen Größe den ringförmigen Anschluss berühren. Die Anschlussanordnung kann ferner eine dielektrische Schicht umfassen, die das Substrat bedeckt und ein darin ausgebildetes Fenster aufweist, durch das entsprechende Teile der Innenwand, der Außenwand und des röhrenförmigen Anschlusses hindurchragen. Diese Konfiguration kann ferner eine elektrische Leitung umfassen, die von dem Substrat getragen wird und operativ mit dem ringförmigen Anschluss und/oder dem röhrenförmigen Anschluss verbunden ist.
Die obigen Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Lehre sind aus der folgenden detaillierten Beschreibung einiger der besten Modi und anderer Ausführungsformen zur Durchführung der vorliegenden Lehre, wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert sind, in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen leicht ersichtlich.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen

1 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer fingersicheren Anschlussanordnung gemäß der vorliegenden Offenbarung.
2 ist eine schematische Draufsicht auf die Anschlussanordnung.
3 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Substrats und eines ringförmigen Anschlusses gemäß einer Ausführungsform der Anschlussanordnung.
4 ist eine schematische Querschnittsansicht der Baugruppe von 3 mit einem hinzugefügten röhrenförmigen Anschluss (z. B. einer Einpressmutter).
5 ist eine schematische Querschnittsansicht der Baugruppe von 4 mit einer hinzugefügten Innenwand.
6 ist eine schematische Querschnittsansicht der Baugruppe von 5 mit einer hinzugefügten Außenwand, wodurch die Ausführungsform der Anschlussanordnung vervollständigt wird.
7 ist eine schematische Querschnittsansicht der Ausführungsform von 6 mit einer hinzugefügten zusammenpassenden Sammelschiene.
8-12 sind schematische Querschnittsansichten anderer Ausführungsformen der Anschlussanordnung.
13 ist eine schematische Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform der Anschlussanordnung, bei der die Außenwand eine Vielzahl von Segmenten umfasst.
14 ist ein Blockdiagramm, das verschiedene Konfigurationen für die Befestigung der Innenwand und der Außenwand an dem Substrat zeigt.

Detaillierte Beschreibung
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile in den verschiedenen Ansichten bezeichnen, werden hierin verschiedene Ausführungsformen einer fingerfesten Anschlussanordnung 20 gemäß der vorliegenden Offenbarung gezeigt und beschrieben. Die verschiedenen Ausführungsformen der Anschlussanordnung 20 können in Hochspannungsanwendungen verwendet werden, beispielsweise für die Plus- und Minuspole von Batterien für Elektro- und Hybridelektrofahrzeuge, und können so konstruiert und konfiguriert sein, dass die Anschlussanordnung 20 fingersicher ist, wie im Folgenden näher beschrieben.
Die 1-2 zeigen schematische perspektivische Ansichten bzw. Draufsichten einer Ausführungsform der fingersicheren Anschlussanordnung 20, während die 3-6 die aufeinanderfolgenden Schritte für den Zusammenbau dieser Ausführungsform veranschaulichen. Die Anschlussanordnung 20 umfasst ein Substrat 22, das aus einem ersten elektrisch isolierenden Material M₁ besteht und eine obere Fläche 25 aufweist. Man beachte, dass das lange gestrichelte Rechteck, das jede der 1-2 einrahmt, einen Teil des gesamten Substrats 22 darstellt, während die kurzen gestrichelten Linien in den 1-2 erste und zweite elektrische Leitungen 81, 82 darstellen, die unterhalb der oberen Oberfläche 25 des Substrats 22 verlaufen. Die Anschlussanordnung 20 umfasst auch eine im Allgemeinen röhrenförmige Innenwand oder einen Ring 30 und eine im Allgemeinen röhrenförmige Außenwand oder einen Ring 40, wobei die Innenwand 30 und die Außenwand 40 an dem Substrat 22 durch eine von mehreren Befestigungskonfigurationen 99 befestigt sind, wie nachstehend erläutert. Je nach der verwendeten Befestigungskonfiguration 99 kann das Substrat 22 eine erste Vielzahl 27 von darin ausgebildeten Schlitzen 28 zur Befestigung der Außenwand 40 an dem Substrat 22 und/oder eine dritte Vielzahl 23 von darin ausgebildeten Schlitzen 24 zur Befestigung der Innenwand 30 an dem Substrat 22 aufweisen. Es ist zu beachten, dass in 2 zwar nur zwei Schlitze 28 dargestellt sind, aber eine beliebige Anzahl von Schlitzen 28 (und eine beliebige Anzahl von Schlitzen 24) vorgesehen sein kann.
Eine allgemein röhrenförmige Innenwand oder ein Ring 30 erstreckt sich von der oberen Fläche 25 des Substrats 22 von einem ersten oder unteren Ende 31 der Innenwand 30 nach oben, wobei die Innenwand 30 an einem zweiten oder oberen Ende 32 endet, das dem ersten Ende 31 gegenüberliegt. Die Innenwand 30 besteht aus einem zweiten elektrisch isolierenden Material M₂, hat eine Innenwandhöhe Hi, gemessen von der oberen Fläche 25, und weist eine innere Umfangsfläche 33 auf, die mit einem inneren Radius R_i von einer Mittelachse 34 der Innenwand 30 und einem Innenwandaußendurchmesser D₃₀ angeordnet ist. Die Innenwand 30 hat auch eine ringförmige Lippe 35, die sich von dem zweiten oder oberen Ende 32 nach innen erstreckt und eine ringförmige Lippendicke oder -höhe T₃₅ (gemessen entlang der Mittelachse 34) und eine ringförmige Lippenlänge L₃₅ (gemessen radial von der inneren Umfangsfläche 33) aufweist. Die ringförmige Lippe 35 definiert ein ringförmiges Loch 36 mit einem ringförmigen Lochdurchmesser D₃₆, wie in 5 gezeigt.
Wie in den Zeichnungen dargestellt und nachstehend näher beschrieben, ist zu beachten, dass die Innenwand 30 - ebenso wie die Außenwand 40, der ringförmige Anschluss 50 und der röhrenförmige Anschluss 60 - allgemein kreisförmige oder ringförmige Profile aufweisen können, die in der Draufsicht von oben gesehen zueinander konzentrisch sind, wobei die Mittelachse 34 durch die Mitte dieser Profile verläuft und eine Drehachse für die dreidimensionalen volumetrischen Formen dieser Elemente 30, 40, 50, 60 definiert. Wie in 3 dargestellt, kann die Mittelachse 34 außerdem eine radial nach innen gerichtete Richtung di, die auf die Mittelachse 34 zuweist, eine radial nach außen gerichtete Richtung d_o, die von der Mittelachse 34 wegweist, und eine Längsrichtung d_L, die entlang oder parallel zur Mittelachse 34 verläuft, definieren.
Eine im Allgemeinen röhrenförmige Außenwand oder ein Ring 40 erstreckt sich ebenfalls von der oberen Fläche 25 des Substrats 22 nach oben. Die Außenwand 40 hat ein drittes oder unteres Ende 41, das an dem Substrat 22 befestigt oder in dieses integriert ist, und ein viertes oder oberes Ende 42, das dem dritten Ende 41 gegenüberliegt. Die Außenwand 40 besteht aus einem dritten elektrisch isolierenden Material M₃ und hat einen Außenradius R_a, der sich von der Mittelachse 34 aus erstreckt, wobei der Außenradius R_o größer ist als der Innenradius R_i (d. h. R_o > R_i). Beispielsweise kann sich der innere Radius R_i bis zur äußeren Umfangsfläche der Innenwand 30 erstrecken und der äußere Radius R_o kann sich bis zur inneren Umfangsfläche der Außenwand 40 erstrecken, so dass zwischen der Innenwand 30 und der Außenwand 40 eine radiale Spanne oder ein Abstand 54 vorgesehen ist. Die Außenwand 40 hat eine Außenwandhöhe H_o, gemessen von der oberen Fläche 25, die optional die gleiche sein kann wie die Innenwandhöhe Hi. Wie oben erwähnt, ist die Außenwand 40 so ausgerichtet und angeordnet, dass sie konzentrisch zur Innenwand 30 ist. Die Außenwand 40 kann die Form einer einzelnen Wand oder eines Rings annehmen, oder sie kann die Form mehrerer Segmente 46 annehmen (wie in 13 gezeigt und nachstehend erörtert), die zusammen eine allgemein röhrenförmige Form oder Anordnung haben.
Ein elektrisch leitender ringförmiger Anschluss 50 ist auf der oberen Fläche 25 angeordnet und umgibt die Innenwand 30 zwischen der Innenwand 30 und der Außenwand 40. Ferner erstreckt sich ein elektrisch leitender röhrenförmiger Anschluss 60 (z. B. eine Clinch-Mutter) durch eine Öffnung oder einen Hohlraum 26, der in der oberen Fläche 25 des Substrats 22 ausgebildet ist, wobei der röhrenförmige Anschluss 60 eine äußere Umfangsfläche 62 aufweist, die in physischem Kontakt mit der inneren Umfangsfläche 33 der Innenwand 30 steht. Es ist zu beachten, dass der ringförmige Anschluss 50 die Form einer flachen Scheibe mit einer relativ geringen Höhe oder Dicke, gemessen in der Längsrichtung d_L, haben kann, während die Innenwand 30 und die Außenwand 40 und der röhrenförmige Anschluss 60 jeweils eine Höhe, gemessen in der Längsrichtung d_L, aufweisen, die viel größer als die Höhe oder Dicke des ringförmigen Anschlusses 50 ist. Der ringförmige Anschluss 50 und der röhrenförmige Anschluss 60 bestehen jeweils aus einem elektrisch leitenden Material, wie Kupfer, Stahl oder Aluminium.
Wie oben erwähnt, veranschaulichen die 3-6 die aufeinanderfolgenden Schritte für den Zusammenbau einer Ausführungsform der Anschlussanordnung 20. Diese Abfolge von Montageschritten wird nun Schritt für Schritt erläutert.
Zunächst wird, wie in 3 gezeigt, ein Substrat 22 bereitgestellt, wobei das Substrat 22 eine darin auf der oberen Fläche 25 ausgebildete Öffnung 26 und eine auf der Unterseite des Substrats 22 gegenüber oder unterhalb der Öffnung 26 ausgebildete Tasche oder Lücke 29 aufweist. Die Öffnung 26 kann durch eine Umfangswand oder Kante 21 definiert sein, die sich von der oberen Fläche 25 nach unten erstreckt, wobei die Umfangswand/Kante 21 konzentrisch zur Mittelachse 34 ist und diese definiert. Das Substrat 22 umfasst einen ringförmigen Anschluss 50, dessen obere Fläche 52 durchgehend oder koplanar mit der oberen Fläche 25 sein kann, oder sie kann etwas oberhalb oder unterhalb der oberen Fläche 25 angeordnet sein. Das Substrat 22 kann auch erste und zweite elektrische Leitungen 81, 82 enthalten oder tragen, die elektrisch miteinander verbunden oder verbindbar sind, wie weiter unten beschrieben. (Alternativ kann auch nur eine dieser Leitungen 81, 82 vorhanden sein, so dass die beiden dargestellten Leitungen 81, 82 als zwei Segmente einer einzigen elektrischen Leitung dienen können). Es ist zu beachten, dass zur Veranschaulichung in 3 auch eine optionale dielektrische Schicht 70 mit einem Fenster 72 dargestellt ist, die in den 4-6 jedoch nicht enthalten ist. Darüber hinaus kann das Substrat 22 eine erste Vielzahl 27 von Schlitzen 28 aufweisen, die darin ausgebildet sind (z. B. in und/oder durch die obere Fläche 25). Jeder Schlitz 28 kann einen Ausschnitt 28_c in der oberen Fläche 25 (und/oder in der dielektrischen Schicht 70), eine Hauptkammer 28_m unterhalb des Ausschnitts 28_c und eine Seitenkammer 28_s umfassen, die neben der Hauptkammer 28_m liegt und zu dieser offen ist. Die Seitenkammer 28_s liegt unterhalb eines Dachs oder Überhangs 28_o, der sich radial außerhalb des Ausschnitts 28_c befindet. Der Teil des Substrats 22, der das Dach oder den Überhang 28_o bildet (wie auch alle anderen Teile des Substrats 22, die zur Bildung des Schlitzes 28 beitragen), kann auf Wunsch aus einem anderen Material als der Rest des Substrats 22 bestehen.
Zweitens wird, wie in 4 gezeigt, ein röhrenförmigeer Anschluss 60 in die Tasche 29 auf der Unterseite des Substrats 22 eingesetzt, so dass ein oberer Abschnitt 64 des rohrförmigen Anschlusses 60 sich um eine rohrförmige Anschlusshöhe H_t über die obere Fläche 25 des Substrats 22 erstreckt und ein unterer Abschnitt 66 unter der oberen Fläche 25 und innerhalb der Tasche 29 verbleibt. Die röhrenförmige Anschlussklemme 60 kann so dimensioniert sein, dass sie eine erste oder Hauptschulter 68 aufweist, die einen freiliegenden Abschnitt 84 der zweiten elektrischen Leitung 82 berührt, einen oberen Abschnitt 64, der durch die Öffnung 26 passt und einen oberen Abschnittsdurchmesser D₆₄ hat, und einen unteren Abschnitt 66, der in die Tasche 29 passt und einen unteren Abschnittsdurchmesser D₆₆ hat, der es dem unteren Abschnitt 66 nicht erlaubt, durch die Öffnung 26 zu passen. Der röhrenförmige Anschluss 60 kann optional auch eine zweite Schulter 61 an der äußeren Umfangsfläche 62 und einen mittleren Abschnitt 63 zwischen dem oberen und dem unteren Abschnitt 64, 66 aufweisen. Optional können die Durchmesser D₆₄, D₆₆ des oberen und des unteren Abschnitts sowie die Öffnung 26 und die Tasche 29 so bemessen sein, dass zwischen dem oberen Abschnitt 64 und der Öffnung 26 sowie zwischen dem unteren Abschnitt 66 und den Innenseiten der Tasche 29 ein fester Sitz gewährleistet ist. Ein zylindrisches Loch 65 verläuft durch den röhrenförmigen Anschluss 60 in der Längsrichtung d_L (konzentrisch zur Mittelachse 34) und wird von einer zylindrischen Innenfläche 67 begrenzt, die mit einem Gewinde versehen sein kann, um mit einem Befestigungselement mit Gewinde zusammenzupassen.
Drittens wird, wie in 5 gezeigt, eine Innenwand 30 über den oberen Teil 64 des röhrenförmigen Anschlusses 60 gepresst, so dass eine Presspassung zwischen der inneren Umfangsfläche 33 der Innenwand 30 und der äußeren Umfangsfläche 62 des rohrförmigen Anschlusses 60 entsteht. Diese Presspassung oder Interferenzpassung hält die Innenwand 30 und den röhrenförmigen Anschluss 60 in Kontakt miteinander und kann auch dazu dienen, die Innenwand 30 fest an die obere Fläche 25 des Substrats 22 und den röhrenförmigen Anschluss 60 gegen Teile der Tasche 29 auf der Unterseite des Substrats 22 zu klemmen. (Es ist zu beachten, dass bei Verwendung der optionalen dielektrischen Schicht 70 die Innenwand 30 fest gegen die dielektrische Schicht 70 oder gegen die Oberseite 25 des Substrats 22 geklemmt werden kann, je nachdem, ob die dielektrische Schicht 70 unter der Innenwand 30 verläuft oder nicht).
Viertens wird, wie in 6 gezeigt, eine Außenwand 40 auf das Substrat 22 eingerastet, indem die zweite Vielzahl 43 von Laschen 44 nach innen (d.h. zur Mittelachse 34 hin) gebogen und in die erste Vielzahl 27 von Schlitzen 28 eingefügt/geschnappt wird, so dass die Laschen 44 in den Seitenkammern 28_s ruhen und sich unter den äußeren Dächern/Vorsprüngen 28_o der Schlitze 28 befinden und von diesen erfasst werden. Wie hier in 6 gezeigt, ergibt sich, wenn das Substrat 22, der ringförmige Anschluss 50, der röhrenförmige Anschluss 60, die Innenwand 30 und die Außenwand 40 wie beschrieben bereitgestellt und kombiniert werden, die resultierende Kombination eine Ausführungsform der Anschlussanordnung 20.
Es ist jedoch zu beachten, dass diese vier Schritte in einer anderen als der oben beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden können. So kann beispielsweise die Außenwand 40 auf das Substrat 22 aufgeschnappt werden, bevor die Innenwand 30 und der rohrförmige Anschluss 60 am Substrat 22 befestigt werden. Es ist auch zu beachten, dass die Zeichnungen zwar zeigen, dass die Laschen 38, 44 etwas von den Seiten ihrer jeweiligen Schlitze 24, 28 beabstandet sind, dies jedoch nur der Veranschaulichung dient, da die Laschen 38, 44 eine oder mehrere Seiten oder Begrenzungen ihrer jeweiligen Schlitze 24, 28 berühren oder mit ihnen bündig sein können.
Wie verschiedentlich in den Zeichnungen und insbesondere im Blockdiagramm von 14 dargestellt, gibt es mehrere Befestigungskonfigurationen 99, in denen die Innenwand und die Außenwand 40 an dem Substrat 22 befestigt oder mit diesem verbunden sein können. Auf jede dieser Befestigungskonfigurationen 99 kann durch zwei Bezugszeichen Bezug genommen werden: ein anfängliches alphabetisches Zeichen - d. h. A oder B - zur Bezeichnung der Art und Weise, wie die Außenwand 40 an dem Substrat 22 befestigt oder mit diesem verbunden ist, gefolgt von einem Zeichen in Form einer römischen Zahl - d. h. I, II oder III - zur Bezeichnung der Art und Weise, wie die Innenwand 30 an dem Substrat 22 befestigt oder mit diesem verbunden ist.
Das alphabetische Zeichen „A“ zeigt an, dass die Außenwand 40 an dem Substrat 22 dadurch befestigt ist, dass das Substrat 22 eine erste Vielzahl von Schlitzen 28 aufweist, die in der oberen Fläche 25 des Substrats 22 ausgebildet sind, und dass die Außenwand 40 eine zweite Vielzahl von Laschen 44 aufweist, die sich von dem dritten oder unteren Ende 41 radial nach außen erstrecken, wobei die erste Vielzahl von Schlitzen 28 und die zweite Vielzahl von Laschen 44 so angeordnet und dimensioniert sind, dass die zweite Vielzahl von Laschen 44 in die jeweiligen Schlitze 28 der ersten Vielzahl von Schlitzen 27 eingerastet sein können. Diese „A“-Konfiguration ist in den 1-8 und 12 dargestellt. Alternativ zeigt das Buchstabenzeichen „B“ an, dass die Außenwand 40 als Teil des Substrats 22 geformt ist, wie in den 9-11 und 13 dargestellt. Es ist zu beachten, dass der Begriff „geformt“ hier im Sinne von „gegossen“, „gestaltet“ oder „geformt“ zu verstehen ist, z. B. durch Spritzgießen oder ein anderes Gieß- oder Formverfahren, einschließlich additiver Fertigung.
Das römische Zahlzeichen „I“ zeigt an, dass die Innenwand 30 an dem Substrat 22 befestigt sein kann, indem das Substrat 22 eine dritte Vielzahl 23 von Schlitzen 24 aufweist, die in der oberen Fläche 25 ausgebildet sind, und die Innenwand 40 eine vierte Vielzahl 37 von Laschen 38 aufweist, die sich von dem ersten Ende 31 radial nach außen erstrecken, wobei die dritte Vielzahl 23 von Schlitzen 24 und die vierte Vielzahl 37 von Laschen 38 so angeordnet und dimensioniert sind, dass die vierte Vielzahl 37 von Laschen 38 in die jeweiligen Schlitze der dritten Vielzahl 23 von Schlitzen 24 eingerastet werden können, wie in den 11-12 dargestellt. Alternativ zeigt das römische Zahlzeichen „II“ an, dass die Innenwand 30 auf einen oberen Abschnitt 64 des röhrenförmigen Anschlusses 60 aufgepresst werden kann, wobei der röhrenförmige Anschluss 60 eine oder mehrere Schultern 68 auf der äußeren Umfangsfläche 62 aufweist, die breiter sind als die Öffnung 26 in der oberen Fläche 25 des Substrats 22, um zu verhindern, dass ein unterer Abschnitt 66 des röhrenförmigen Anschlusses 60 durch die Öffnung 26 hindurchgeht, wie in den 6-7 und 9. (Man beachte, dass diese Konfiguration auch so gesehen werden kann, dass der obere Abschnitt 64 des röhrenförmigen Anschlusses 60 in die Innenwand 30 eingepresst ist oder dass der obere Abschnitt 64 des röhrenförmigen Anschlusses 60 und die Innenwand 30 zusammen in Bezug aufeinander eingepresst sind. Unabhängig von der Betrachtungsweise befindet sich die äußere Umfangsfläche 62 des röhrenförmigen Anschlusses 60 ganz oder teilweise in physischem Kontakt mit der inneren Umfangsfläche 33 der Innenwand 30). In dieser Konfiguration hat der obere Abschnitt 64 des röhrenförmigen Anschlusses 60 einen oberen Abschnittsdurchmesser D₆₄ und der untere Abschnitt 66 hat einen unteren Abschnittsdurchmesser D₆₆, der größer ist als der obere Abschnittsdurchmesser D₆₄ (d.h. D₆₆ > D₆₄). Zusätzlich zum Einpressen des oberen Abschnitts 64 des röhrenförmigen Anschlusses 60 in die Innenwand 30 kann der obere Abschnitt 64 auch in die Öffnung 26 eingepresst sein. (Das heißt, die äußere Umfangsfläche 62 des rohrförmigen Anschlusses 60 kann in physischem Kontakt mit dem äußeren Rand oder der Umfangswand/dem Rand 21 der Öffnung 26 angeordnet sein. Genauer gesagt kann der Teil der äußeren Umfangsfläche 62, der in physischem Kontakt mit dem äußeren Rand 21 der Öffnung 26 steht, der Teil der äußeren Umfangsfläche 62 sein, der sich um den oberen Teil 64 des röhrenförmigen Anschlusses 60 herum befindet. Und als weitere Alternative zeigt das römische Zahlzeichen „III“ an, dass die Innenwand 30 als Teil des Substrats 22 geformt sein kann (z.B. durch Spritzgießen oder ein anderes Formgebungs- oder Formgebungsverfahren), wie in den 8 und 10 dargestellt.
Somit kann die in den 1-7 gezeigte Ausführung als eine „A-II“-Konfiguration angesehen werden, bei der die Außenwand 40 an dem Substrat 22 befestigt ist, indem das Substrat 22 eine erste Vielzahl 27 von Schlitzen 28 aufweist, die in der oberen Fläche 25 ausgebildet sind, und die Außenwand 40 eine zweite Vielzahl 43 von Laschen 44 aufweist, die sich von dem dritten Ende 41 radial nach außen erstrecken, wobei die zweite Vielzahl 43 von Laschen 44 in die jeweiligen Schlitze der ersten Vielzahl 27 von Schlitzen 28 eingerastet sind (daher der „A“-Teil der Konfiguration). Zusätzlich ist die Innenwand 30 an dem Substrat 22 befestigt, indem die Innenwand 30 auf einen oberen Abschnitt 64 des rohrförmigen Anschlusses 60 gepresst wird und der röhrenförmige Anschluss 60 eine oder mehrere Schultern 61, 68 an der äußeren Umfangsfläche 62 aufweist, die breiter sind als die Öffnung 26 in dem Substrat 22, um zu verhindern, dass ein unterer Abschnitt 66 des rohrförmigen Anschlusses 60 durch die Öffnung 26 hindurchgeht (daher der „II“-Teil der Konfiguration).
Im Allgemeinen kann die Außenwand 40 an dem Substrat 22 befestigt sein, indem das Substrat 22 eine erste Vielzahl 27 von Schlitzen 28 aufweist, die in der oberen Fläche 25 ausgebildet sind, und die Außenwand 40 eine zweite Vielzahl 43 von Laschen 44 aufweist, die sich von dem dritten Ende 41 radial nach außen erstrecken, wobei die zweite Vielzahl 43 von Laschen 44 in die jeweiligen Schlitze der ersten Vielzahl 27 von Schlitzen 28 eingerastet werden (Konfiguration „A“), oder die Außenwand 40 kann als Teil des Substrats 22 geformt sein (Konfiguration „B“). Zusätzlich kann die Innenwand 30 an dem Substrat 22 durch eines oder mehrere der Folgenden befestigt sein: (i) das Substrat 22 weist eine dritte Vielzahl 23 von Schlitzen 24 auf, die in der oberen Fläche 25 ausgebildet sind, und die Innenwand 30 weist eine vierte Vielzahl 37 von Laschen 38 auf, die sich vom ersten Ende 31 radial nach außen erstrecken, wobei die vierte Vielzahl 37 von Laschen 38 in die jeweiligen Schlitze der dritten Vielzahl 23 von Schlitzen 24 eingerastet sind (Konfiguration „I“); (ii) die Innenwand 30 wird auf einen oberen Abschnitt 64 des röhrenförmigen Anschlusses 60 aufgepresst, wobei der röhrenförmige Anschluss 60 eine oder mehrere Schultern 68 auf der äußeren Umfangsfläche 62 aufweist, die breiter als die Öffnung 26 sind, um zu verhindern, dass ein unterer Abschnitt 66 des röhrenförmigen Anschlusses 60 durch die Öffnung 26 hindurchgeht (Konfiguration „II“); und (iii) die Innenwand 30 ist als Teil des Substrats 22 geformt (Konfiguration „III“). Daher gibt es, wie in 14 dargestellt, sechs verschiedene grundlegende Befestigungskonfigurationen 99: A-I, A-II, A-III, B-I, B-II und B-III. Zusätzlich können zwei oder mehr der Konfigurationen I, II und III miteinander kombiniert werden.
Die erste Vielzahl 27 von Schlitzen 28 und die zweite Vielzahl 43 von Laschen 44 (wenn die Konfiguration „A“ verwendet wird) und/oder die dritte Vielzahl 23 von Schlitzen 24 und die vierte Vielzahl 37 von Laschen 38 (wenn die Konfiguration „I“ verwendet wird) können in Umfangsrichtung um die Mittelachse 34 angeordnet sein und können konzentrisch zueinander angeordnet sein. Wenn die Konfiguration „I“ verwendet wird (wie in den 11-12 dargestellt), kann das Substrat 22 die dritte Vielzahl 23 von Schlitzen 24 enthalten, die darin ausgebildet sind (z. B. in und/oder durch die obere Fläche 25). In diesem Fall kann jeder Schlitz 24 einen Ausschnitt 24_c in der oberen Oberfläche 25 (und/oder in der dielektrischen Schicht 70), eine Hauptkammer 24_m unterhalb des Ausschnitts 24_c und eine Seitenkammer 24_s, die neben der Hauptkammer 24_m liegt und zu dieser offen ist, umfassen. Die Seitenkammer 24_s liegt unterhalb eines Daches oder Überhangs 24_o, der sich radial außerhalb des Ausschnitts 24_c befindet. Wenn die Innenwand 30 als Teil des Substrats 22 geformt ist, kann die Innenwand 30 mindestens einen Teil 69 (z. B. den oberen Teil 64) des röhrenförmigen Anschlusses 60 abdecken oder überformen. Ein solches Abdecken oder Umspritzen kann beispielsweise durch Insert Molding erfolgen, bei dem der röhrenförmige Anschluss 60 als „Einsatz“ in eine Form gelegt und ein Polymermaterial in den Formhohlraum um den röhrenförmigen Anschluss 60 herum gespritzt wird. Wenn das Polymer abkühlt oder aushärtet, wird in diesem Fall die Innenwand 30 so geformt, dass sie zumindest einen Teil 69 (z. B. den oberen Teil 64) des röhrenförmigen Anschlusses 60 umschließt, umgibt oder einkapselt. Wenn die Außenwand 40 als Teil des Substrats 22 geformt ist, kann die Außenwand 40 auch eine Vielzahl von Außenwandsegmenten 46 umfassen, die in Umfangsrichtung um die Mittelachse 34 angeordnet sind, wie in 13 dargestellt.
Die Innenwand 30 und die Außenwand 40 können entsprechende innere und äußere Höhen Hi, H_o über einer oberen Fläche 52 des ringförmigen Anschlusses 50 (und/oder über der oberen Fläche 25 des Substrats 22) haben, und der ringförmige Anschluss 50 kann eine radiale Spanne 54 zwischen der Innenwand 30 und der Außenwand 40 haben, wobei die inneren und äußeren Höhen H_i, H_o und die radiale Spanne 54 so bemessen, beabstandet oder anderweitig konfiguriert sind, dass eine oder mehrere menschliche Fingerspitzen oder eine Fingerspitzensonde 15 oberhalb einer vorbestimmten Größe den ringförmige Anschluss 50 nicht berühren können, wodurch die Anschlussanordnung 20 „fingersicher“ gemacht wird. Mit anderen Worten, die Höhen Hi, H_o der Innenwand 30 und Außenwand 40 und die radiale Spannweite oder der Abstand 54 dazwischen können so gewählt werden, dass verhindert wird, dass die Finger 15 eines Arbeiters versehentlich den ringförmigen Anschluss 50 berühren und möglicherweise einen Schlag erhalten. Diese „Fingersicherheit“ kann während der Produktion und der Montage der Anschlussanordnung 20 überprüft werden, indem genormte Fingerspitzensonden 15 (d. h. fingerförmige Prüfgeräte) verwendet werden, um sicherzustellen, dass die Sonden 15 die ringförmigen Anschlüsse 50 nicht berühren können. Beachten Sie, dass die vorgegebene Größe der Fingerspitzensonde 15 so gewählt werden kann, dass sie einen bestimmten männlichen oder weiblichen Finger einer bestimmten Perzentilgröße nachahmt (z. B. einen weiblichen Zeigefinger der Perzentilgröße 5^th, einen männlichen Zeigefinger der Perzentilgröße 95^th, usw.).
Zusätzlich (oder alternativ) zur Fingersicherung des ringförmigen Anschlusses 50 kann auch der röhrenförmige Anschluss 60 fingersicher gemacht werden. Beispielsweise kann die ringförmige Lippe 35 eine ringförmige Lippendicke T₃₅ (gemessen in der Längsrichtung d_L) aufweisen und ein ringförmiges Loch 36 mit einem ringförmigen Lochdurchmesser D₃₆ (gemessen in radialer Richtung) definieren, wobei der ringförmige Lochdurchmesser D₃₆ und die ringförmige Lippendicke T₃₅ so bemessen und/oder angeordnet sind, dass verhindert wird, dass menschliche Fingerspitzen (oder eine Fingerspitzensonde) 15 oberhalb einer vorbestimmten Größe den röhrenförmigen Anschluss 60 berühren oder kontaktieren können. (D.h., das ringförmige Loch 36 ist zu klein und/oder die ringförmige Lippendicke T₃₅ ist zu dick oder hoch, damit ein menschlicher Finger oder eine Fingerspitzensonde 15 oberhalb einer vorbestimmten Größe den röhrenförmigen Anschluss 60 berühren kann).
Die zweiten und dritten elektrisch isolierenden Materialien M₂, M₃ können aus demselben Material bestehen, oder die ersten, zweiten und dritten elektrisch isolierenden Materialien M₁, M₂, M₃ können aus demselben Material bestehen. Zu den beispielhaften Kandidaten für diese Materialien M₁, M₂, M₃ gehören unter anderem thermoplastische Polymere und duroplastische Polymere. Beispielsweise kann das zweite elektrisch isolierende Material M₂, das zur Herstellung der Innenwand 30 verwendet wird, ein elastomeres Material sein, um das Aufpressen der Innenwand 30 auf den röhrenförmigen Anschluss 60 zu erleichtern, und das dritte elektrisch isolierende Material M₃, das zur Herstellung der Außenwand 40 verwendet wird, kann ein relativ steifes Polymer sein. Die Anschlussanordnung 20 kann ferner eine dielektrische Schicht 70 umfassen, die einen Teil oder das gesamte Substrat 22 bedeckt und ein darin ausgebildetes Fenster 72 aufweist, durch das entsprechende Abschnitte 39, 49, 69 der Innenwand 30, der Außenwand 40 und des röhrenförmigen Anschlusses 60 herausragen können. Die Anschlussanordnung 20 kann auch eine erste elektrische Leitung 81, die von dem Substrat 22 getragen wird und betriebsmäßig mit dem ringförmigen Anschluss 50 verbunden ist, und eine zweite elektrische Leitung 82 umfassen, die von dem Substrat 22 getragen wird und betriebsmäßig mit dem röhrenförmigen Anschluss 60 verbunden ist. Jede dieser elektrischen Leitungen 81, 82 kann einen Draht, ein Kabel, eine Schicht, eine Leiterbahn, ein mechanisches Bauteil oder Ähnliches umfassen, das aus einem elektrisch leitfähigen Material (z. B. Kupfer, Aluminium, anderen Metallen, Kohlenstoff, Kohlenstoff-Nanoröhren, Graphen usw.) besteht und in der Lage ist, die für die vorgesehene Anwendung erforderliche Spannung und Stromstärke sicher zu übertragen (wie z. B. für eine Hochspannungsbatterie oder ein Batteriemodul in einem Elektrofahrzeug - z. B. bis zu 800 Volt und bis zu 125 Ampere). Wenn hier von einer elektrischen Leitung 81, 82 die Rede ist, die „vom Substrat 22 getragen wird“, bedeutet dies, dass die elektrische Leitung 81, 82 auf einer äußeren oder freiliegenden Oberfläche des Substrats 22 angeordnet oder daran befestigt sein kann und/oder dass die elektrische Leitung 81, 82 im Inneren des Substrats 22 vergraben sein kann. Außerdem ist zu beachten, dass in einigen Zeichnungen die beiden elektrischen Leitungen 81, 82 zwar als voneinander getrennt dargestellt sind, dass diese beiden Leitungen 81, 82 aber elektrisch miteinander verbunden sind, insbesondere wenn alle Komponenten der Anschlussanordnung 20 vorhanden sind.
6 zeigt eine schematische Querschnittsansicht des Substrats 22 und des röhrenförmigen Anschlusses 60, nachdem die Innenwand 30 und die Außenwand 40 an dem Substrat 22 befestigt worden sind, wodurch eine Anschlussanordnung 20 gebildet wird. 7 zeigt die gleiche Ansicht wie 6, jedoch mit einer zusammenpassenden Sammelschiene 90, die in mechanischem und elektrischem Kontakt mit der Anschlussanordnung 20 steht. Genauer gesagt umfasst die zusammenpassende Sammelschiende 90 einen allgemein rohrförmigen Wand- oder Ringabschnitt 94, der sich von einem Ende eines Hauptabschnitts 92 der Sammelschiene 90 erstreckt, wobei der Ringabschnitt 94 so bemessen und dimensioniert ist, dass er zwischen die Innen- und Außenwände 30, 40 eingefügt und in taktilen und elektrischen Kontakt mit der ringförmigen Klemme 50 gebracht werden kann. Ein Befestigungsloch 96 kann im Hauptteil 94 vorgesehen sein, so dass ein Befestigungselement (z. B. ein Bolzen) durch das Befestigungsloch 96 und in das (optional mit einem Gewinde versehene) zylindrische Loch 65 des rohrförmigen Anschlusses 60 eingeführt werden kann. Obwohl in den Zeichnungen nicht dargestellt, enthält die zusammenpassende Sammelschiene 90 eine elektrische Leitung, die durch den Hauptteil 92 und den Ringteil 94 verläuft. Ein Befestigungselement (nicht dargestellt) wird durch das Befestigungsloch 96 eingeführt und befestigt (z. B. durch Gewinde), um den Ringabschnitt 94 in mechanischen und elektrischen Kontakt mit der ringförmigen Klemme 50 zu bringen.
Es ist zu beachten, dass in den 6-7 die Anschlussanordnung 20 in einer „A-II“-Konfiguration betrachtet werden kann. In Bezug auf die 3-4 ist eine Anschlussanordnung 20 noch nicht gebildet, da die Innenwand 30 und Außenwand 40 noch nicht angebracht wurden, aber sobald die Innenwand 30 angebracht wurde (wie in 5 gezeigt), ist eine „Π“-Konfiguration abgeschlossen, und sobald die Außenwand 40 angebracht wurde (wie in 6 gezeigt), ist auch eine „A“-Konfiguration abgeschlossen, wodurch eine Anschlussanordnung 20 in einer „A-II“-Konfiguration bereitgestellt wird.
8 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer anderen Ausführungsform der Anschlussanordnung 20, wobei diese in einer „A-III“-Konfiguration vorliegt, in der die Innenwand 30 einstückig mit dem Substrat 22 ausgebildet ist. Im Vergleich dazu zeigt 9 eine schematische Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform der Anschlussanordnung 20, wobei diese in einer „B-II“-Konfiguration vorliegt. Hier ist die Außenwand 40 einstückig mit dem Substrat 22 ausgebildet, und die Innenwand 30 ist auf den oberen Teil 64 des röhrenförmigen Anschlusses 60 aufgepresst. Und 10 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform in einer „B-III“-Konfiguration, bei der sowohl die Innenwand 30 als auch die Außenwand 40 einstückig mit dem Substrat 22 ausgebildet sind. Man beachte, dass in den 8-10 ein distaler Teil eines menschlichen Fingers oder einer Fingersonde 15 mit einer vorbestimmten Größe gezeigt ist, der daran gehindert wird, den ringförmigen Anschluss 50 oder den röhrenförmigen Anschluss 60 zu berühren. Darüber hinaus zeigt 11 eine Ausführungsform in einer „B-I“-Konfiguration, bei der die Außenwand 40 einstückig mit dem Substrat 22 ausgebildet ist und die Innenwand 30 eine dritte Vielzahl 23 von Schlitzen 24 aufweist, die in eine vierte Vielzahl 37 von Schlitzen 38 eingerastet sind, während 12 eine Ausführungsform in einer „A-I“-Konfiguration zeigt, bei der sowohl die Innenwand 30 als auch die Außenwand 40 entsprechende Laschen 38, 44 aufweisen, die in entsprechende Schlitze 28, 24 eingerastet sind. (Bei den Ausführungsformen B-I und A-I der 11-12 kann es vorteilhaft sein, die Innenwand 30 an dem Substrat 22 zu befestigen, bevor der röhrenförmige Anschluss 60 eingesetzt und die Außenwand 40 befestigt wird). Und 13 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine „B-II“-Konfiguration, bei der die Außenwand 40 aus einer Reihe einzelner Segmente 46 besteht, die alle einstückig mit dem Substrat 22 ausgebildet sind, und die Innenwand 30 auf den röhrenförmigen Anschluss 60 aufgepresst ist. Man beachte, dass der gestrichelte Kreis 17 den größten Kreis darstellt, der zwischen zwei benachbarte Segmente 46 und die Innenwand 30 passen kann, was die maximale Ausdehnung darstellt, bis zu der ein menschlicher Finger oder eine Fingersonde 15 einer vorbestimmten Größe zwischen die beiden Segmente 46 und die Innenwand 30 in Richtung des ringförmigen Anschlusses 50 eindringen kann. Obwohl in der Zeichnung nicht dargestellt, sind die Segmente 46 auch so bemessen, beabstandet und angeordnet, dass ein menschlicher Finger oder eine Fingersonde 15 einer vorbestimmten Größe daran gehindert wird, den ringförmigen Anschluss 50 zu berühren, indem er radial (zwischen benachbarte Segmente 46) hineinreicht.
Es ist anzumerken, dass in den 1-2 und 8 aus der Draufsicht, die in jeder Zeichnung gezeigt wird, nicht ersichtlich ist, welche besondere Befestigungskonfiguration 99 verwendet wird, um die Innenwand 30 und Außenwand 40 mit dem Substrat 22 zu befestigen oder zu integrieren. 2 zeigt jedoch zwei Schlitze 28 in der oberen Fläche 25 des Substrats 22, die für zwei Laschen 44 (nicht dargestellt) verwendet werden, die mit den Schlitzen 28 zur Befestigung der Außenwand 40 am Substrat 22 zusammenpassen, so dass es offensichtlich ist, dass zumindest eine „A“-Konfiguration für diese Anschlussanordnung 20 verwendet wird.
Gemäß einer anderen Ausführungsform umfasst eine Anschlussanordnung 20 für eine Hochspannungsbatterie: (i) ein Substrat 22, das aus einem ersten elektrisch isolierenden Material M₁ hergestellt ist und eine obere Oberfläche 25 aufweist; (ii) eine allgemein röhrenförmige Innenwand 30, die sich an einem ersten Ende 31 davon von der oberen Oberfläche 25 aus erstreckt und an einem zweiten Ende 32 davon gegenüber dem ersten Ende 31 endet, wobei die Innenwand 30 aus einem zweiten elektrisch isolierenden Material M₂ hergestellt ist und eine innere Umfangsfläche 33, die mit einem inneren Radius R_i von einer Mittelachse 34 der Innenwand 30 aus angeordnet ist, und eine ringförmige Lippe 35 aufweist, die sich von dem zweiten Ende 32 nach innen erstreckt; (iii) eine im Allgemeinen röhrenförmige Außenwand 40, die sich an einem dritten Ende 41 davon von der oberen Fläche 25 aus erstreckt und an einem vierten Ende 42 davon gegenüber dem dritten Ende 41 endet, wobei die Außenwand 40 aus einem dritten elektrisch isolierenden Material M₃ hergestellt ist und einen Außenradius R_o aufweist, der größer ist als der Innenradius R; und sich von der Mittelachse 34 aus erstreckt, wobei die Außenwand 40 konzentrisch mit der Innenwand 30 ist; (iv) einen elektrisch leitenden ringförmigen Anschluss 50, der auf der oberen Fläche 25 angeordnet ist und die innere Wand 30 zwischen der inneren und der äußeren Wand 30, 40 umgibt; (v) einen elektrisch leitenden röhrenförmigen Anschluss 60, der sich durch eine in der oberen Fläche 25 des Substrats 22 ausgebildete Öffnung 26 erstreckt und eine äußere Umfangsfläche 62 aufweist, die in Kontakt mit der inneren Umfangsfläche 33 der inneren Wand 30 angeordnet ist; (vi) eine dielektrische Schicht 70, die das Substrat 22 bedeckt und ein darin ausgebildetes Fenster 72 aufweist, durch das jeweilige Abschnitte 39, 49, 69 der Innenwand 30, der Außenwand 40 und des röhrenförmigen Anschlusses 60 hindurchragen; und (vii) eine oder mehrere elektrische Leitungen, wie die erste und die zweite elektrische Leitung 81, 82, die von dem Substrat 22 getragen werden und mit dem ringförmigen Anschluss 50 und dem röhrenförmigen Anschluss 60 betriebsmäßig verbunden sind.
In dieser Ausführungsform ist die Außenwand 40 an dem Substrat 22 befestigt, indem (a) das Substrat 22 eine erste Vielzahl 27 von Schlitzen 28 aufweist, die in der oberen Oberfläche 25 ausgebildet sind, und die Außenwand 40 eine zweite Vielzahl 43 von Laschen 44 aufweist, die sich von dem dritten Ende 41 radial nach außen erstrecken, wobei die zweite Vielzahl 43 von Laschen 44 in die jeweiligen Schlitze der ersten Vielzahl 27 von Schlitzen 28 eingerastet sind, oder (b) die Außenwand 40 als Teil des Substrats 22 gegossen ist. Auch in dieser Ausführungsform ist die Innenwand 30 an dem Substrat 22 befestigt, indem (c) das Substrat 22 eine dritte Vielzahl 23 von Schlitzen 24 aufweist, die in der oberen Fläche 25 ausgebildet sind, und die Innenwand 30 eine vierte Vielzahl 37 von Laschen 38 aufweist, die sich von dem ersten Ende 31 radial nach außen erstrecken, wobei die vierte Vielzahl 37 von Laschen 38 in entsprechende der dritten Vielzahl 23 von Schlitzen 24 eingerastet ist, oder (d) die Innenwand 30 auf einen oberen Abschnitt 64 des röhrenförmigen Anschlusses 60 aufgepresst wird und der röhrenförmige Anschluss 60 eine oder mehrere Schultern 68 auf der äußeren Umfangsfläche 62 aufweist, die breiter als die Öffnung 26 sind, um zu verhindern, dass ein unterer Abschnitt 66 des röhrenförmigen Anschlusses 60 durch die Öffnung 26 hindurchgeht, oder (e) die Innenwand 30 als Teil des Substrats 22 geformt ist.
Auch in dieser Ausführungsform können die erste Vielzahl 27 von Schlitzen 28, die zweite Vielzahl 43 von Laschen 44, die dritte Vielzahl 23 von Schlitzen 24 und die vierte Vielzahl 37 von Laschen 38 jeweils in Umfangsrichtung um die Mittelachse 34 angeordnet sein. Außerdem kann die Innenwand 30 als Teil des Substrats 22 geformt sein und mindestens einen Abschnitt 69 des röhrenförmigen Anschlusses 60 bedecken oder überformen, und die Außenwand 40 kann als Teil des Substrats 22 geformt sein, und die Außenwand 40 kann eine Vielzahl von Außenwandsegmenten 46 umfassen, die in Umfangsrichtung um die Mittelachse 34 angeordnet sind.
Die Innenwand 30 und Außenwand 40 können entsprechende innere und äußere Höhen H_i, H_o über einer oberen Fläche 52 des ringförmigen Anschlusses 50 haben, und der ringförmige Anschluss 50 kann eine radiale Spanne 54 zwischen der Innenwand 30 und der Außenwand 40 haben, wobei die inneren und äußeren Höhen H_i, H_o und die radiale Spanne 54 so bemessen sind, dass verhindert wird, dass menschliche Fingerspitzen 15 oberhalb einer vorgegebenen Größe den ringförmigen Anschluss 50 berühren. Zusätzlich kann die ringförmige Lippe 35 eine ringförmige Lippendicke T₃₅ aufweisen und ein ringförmiges Loch 36 mit einem ringförmigen Lochdurchmesser D₃₆ definieren, wobei der ringförmige Lochdurchmesser D₃₆ und die ringförmige Lippendicke T₃₅ so bemessen sind, dass verhindert wird, dass menschliche Fingerspitzen 15 oberhalb einer vorbestimmten Größe den röhrenförmigen Anschluss 60 berühren. Ferner können das zweite und das dritte elektrisch isolierende Material M₂, M₃ identisch sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst eine Anschlussanordnung 20 für eine Hochspannungsbatterie: ein Substrat 22, das aus einem ersten elektrisch isolierenden Material M₁ hergestellt ist und eine obere Fläche 25 aufweist; eine röhrenförmige Innenwand 30, die sich an einem ersten Ende 31 davon von der oberen Fläche 25 aus erstreckt und an einem zweiten Ende 32 davon gegenüber dem ersten Ende 31 endet, wobei die Innenwand 30 aus einem zweiten elektrisch isolierenden Material M₂ hergestellt ist und eine innere Umfangsfläche 33, die mit einem inneren Radius R_i von einer Mittelachse 34 der Innenwand 30 aus angeordnet ist, und eine ringförmige Lippe 35 aufweist, die sich von dem zweiten Ende 32 aus nach innen erstreckt; eine röhrenförmige Außenwand 40, die sich an einem dritten Ende 41 davon von der oberen Fläche 25 aus erstreckt und an einem vierten Ende 42 davon gegenüber dem dritten Ende 41 endet, wobei die Außenwand 40 aus einem dritten elektrisch isolierenden Material M₃ hergestellt ist und einen Außenradius R_o aufweist, der größer ist als der Innenradius R_i, der sich von der Mittelachse 34 aus erstreckt, wobei die Außenwand 40 konzentrisch mit der Innenwand 30 ist; einen elektrisch leitenden ringförmigen Anschluss 50, der oben auf der oberen Fläche 25 angeordnet ist und die Innenwand 30 zwischen der Innenwand 30 und der Außenwand 40 umgibt; und einen elektrisch leitenden röhrenförmigen Anschluss 60, der sich durch eine in der oberen Fläche 25 des Substrats 22 ausgebildete Öffnung 26 erstreckt und eine äußere Umfangsfläche 62 aufweist, die in Kontakt mit der inneren Umfangsfläche 33 der Innenwand 30 angeordnet ist.
Die Außenwand 40 ist an dem Substrat 22 befestigt, indem das Substrat 22 eine erste Vielzahl 27 von Schlitzen 28 aufweist, die in der oberen Fläche 25 ausgebildet sind, und die Außenwand 40 eine zweite Vielzahl 43 von Laschen 44 aufweist, die sich von dem dritten Ende 41 radial nach außen erstrecken, wobei die zweite Vielzahl 43 von Laschen 44 in entsprechende der ersten Vielzahl 27 von Schlitzen 28 eingerastet sind. Die Innenwand 30 ist an dem Substrat 22 befestigt, indem die Innenwand 30 auf einen oberen Abschnitt 64 des röhrenförmigen Anschlusses 60 aufgepresst wird und der röhrenförmige Anschluss 60 eine oder mehrere Schultern 68 an der äußeren Umfangsfläche 62 aufweist, die breiter als die Öffnung 26 sind, um zu verhindern, dass ein unterer Abschnitt 66 des röhrenförmigen Anschlusses 60 durch die Öffnung 26 hindurchgeht.
In dieser Konfiguration können die Innenwand 30 und die Außenwand 40 entsprechende innere und äußere Höhen Hi, H_o über einer oberen Oberfläche 52 des ringförmigen Anschlusses 50 haben, und der ringförmige Anschluss 50 kann eine radiale Spanne 54 zwischen den inneren und äußeren Wänden 30, 40 haben, wobei die inneren und äußeren Höhen Hi, H_o und die radiale Spanne 54 so bemessen sind, dass verhindert wird, dass menschliche Fingerspitzen 15 oberhalb einer vorbestimmten Größe den ringförmigen Anschluss 50 berühren. Die Anschlussanordnung 20 kann ferner eine dielektrische Schicht 70 umfassen, die das Substrat 22 bedeckt und ein darin ausgebildetes Fenster 72 aufweist, durch das entsprechende Abschnitte 39, 49, 69 der Innenwand 30, der Außenwand 40 und des röhrenförmigen Anschlusses 60 herausragen. Diese Konfiguration kann ferner eine oder mehrere elektrische Leitungen, wie die erste und die zweite elektrische Leitung 81, 82, umfassen, die von dem Substrat 22 getragen werden und mit dem ringförmigen Anschluss 50 und dem röhrenförmigen Anschluss 60 betriebsmäßig verbunden sind.
In jeder der oben genannten Konfigurationen und Ausführungsformen kann elektrische Energie (z.B. Hochspannung) entlang einer elektrischen Leitung, die vom Substrat 22 getragen wird (wie z.B. Leitung 81 und/oder Leitung 82), dann durch den ringförmigen Anschluss 50 und/oder den röhrenförmigen Anschluss 60 und dann in die Sammelschiene 90 über den röhrenförmigen Wand-/Ringabschnitt 94 (und optional auch über das Befestigungselement, das sich durch das Befestigungsloch 96 erstreckt und mit den röhrenförmigen Anschluss 60 verbunden ist) geleitet werden. Die elektrische Energie kann aber auch in die entgegengesetzte Richtung fließen.
Die obige Beschreibung dient der Veranschaulichung und ist nicht einschränkend. Die hier beschriebenen Abmessungen und Materialtypen sollen zwar illustrativ sein, sind aber keineswegs einschränkend und stellen beispielhafte Ausführungsformen dar. In den folgenden Ansprüchen werden die Begriffe „erster“, „zweiter“, „oberer“, „unterer“, „oberster“, „unterster“, „innerer“, „äußerer“ usw. lediglich als Bezeichnungen verwendet und sollen keine numerischen oder positionellen Anforderungen an ihre Objekte stellen, es sei denn, der Kontext oder die Logik erfordern dies. Ein Element oder ein Schritt, der in der Einzahl genannt wird und dem das Wort „ein“ oder „eine“ vorangestellt ist, ist so zu verstehen, dass die Mehrzahl solcher Elemente oder Schritte nicht ausgeschlossen ist, es sei denn, ein solcher Ausschluss wird ausdrücklich erklärt. Darüber hinaus sollten die Formulierung „mindestens eines von A und B“ und die Formulierung „A und/oder B“ jeweils so verstanden werden, dass sie „nur A, nur B oder sowohl A als auch B“ bedeuten. Darüber hinaus können Ausführungsformen, die ein Element oder eine Vielzahl von Elementen mit einer bestimmten Eigenschaft „umfassen“, „einschließen“ oder „haben“, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist, zusätzliche Elemente umfassen, die diese Eigenschaft nicht haben. Und wenn hier allgemein beschreibende Adverbien wie „im Wesentlichen“ und „im Allgemeinen“ verwendet werden, um ein Adjektiv zu modifizieren, so bedeuten diese Adverbien „größtenteils“, „hauptsächlich“, „zum größten Teil“, „zu einem erheblichen Teil“, „in hohem Maße“ und/oder „mindestens 51 bis 99 % von einem möglichen Umfang von 100 %“ und bedeuten nicht unbedingt „perfekt“, „vollständig“, „strikt“, „ganz“ oder „100 %“. Darüber hinaus kann das Wort „nahe“ hier verwendet werden, um die Lage eines Objekts oder eines Teils davon in Bezug auf ein anderes Objekt oder einen anderen Teil davon zu beschreiben und/oder um die Positionsbeziehung zweier Objekte oder ihrer jeweiligen Teile zueinander zu beschreiben, und kann „nahe“, „benachbart“, „nahe bei“, „in der Nähe“, „bei“ oder dergleichen bedeuten.
In dieser schriftlichen Beschreibung werden Beispiele, einschließlich der besten Ausführungsform, verwendet, um den Fachleuten die Herstellung und Verwendung von Vorrichtungen, Systemen und Stoffzusammensetzungen sowie die Durchführung von Verfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung zu ermöglichen. Die folgenden Ansprüche, einschließlich der Äquivalente, definieren den Umfang der vorliegenden Offenbarung.

Claims

Anschlussanordnung, umfassend: ein Substrat aus einem ersten elektrisch isolierenden Material mit einer oberen Fläche; eine allgemein röhrenförmige Innenwand, die sich an einem ersten Ende davon von der oberen Fläche aus erstreckt und an einem zweiten Ende davon gegenüber dem ersten Ende endet, wobei die Innenwand aus einem zweiten elektrisch isolierenden Material hergestellt ist und eine innere Umfangsfläche, die in einem inneren Radius von einer Mittelachse der Innenwand angeordnet ist, und eine ringförmige Lippe aufweist, die sich von dem zweiten Ende aus nach innen erstreckt; eine allgemein röhrenförmige Außenwand, die sich an einem dritten Ende davon von der oberen Fläche aus erstreckt und an einem vierten Ende davon gegenüber dem dritten Ende endet, wobei die Außenwand aus einem dritten elektrisch isolierenden Material gefertigt ist und einen Außenradius aufweist, der größer ist als der Innenradius, der sich von der Mittelachse aus erstreckt, wobei die Außenwand konzentrisch mit der Innenwand ist; einen elektrisch leitenden ringförmigen Anschluss, der oben auf der oberen Fläche angeordnet ist und die Innenwand zwischen der Innenwand und der Außenwand umgibt; und einen elektrisch leitenden röhrenförmigen Anschluss, der sich durch eine in der oberen Fläche des Substrats ausgebildete Öffnung erstreckt und eine äußere Umfangsfläche aufweist, die in Kontakt mit der inneren Umfangsfläche der Innenwand steht; wobei die Außenwand mit dem Substrat verbunden ist, dadurch, dass: das Substrat eine erste Vielzahl von Schlitzen aufweist, die in der oberen Fläche ausgebildet sind, und die Außenwand eine zweite Vielzahl von Laschen aufweist, die sich von dem dritten Ende radial nach außen erstrecken, wobei die zweite Vielzahl von Laschen in die jeweiligen Schlitze der ersten Vielzahl von Schlitzen eingerastet ist, oder wobei die Außenwand als Teil des Substrats geformt ist; und wobei die Innenwand an dem Substrat durch mindestens eines der Folgenden befestigt ist: das Substrat weist eine dritte Vielzahl von Schlitzen auf, die in der oberen Fläche ausgebildet sind, und die Innenwand weist eine vierte Vielzahl von Laschen auf, die sich von dem ersten Ende radial nach außen erstrecken, wobei die vierte Vielzahl von Laschen in entsprechende der dritten Vielzahl von Schlitzen eingerastet ist, die Innenwand ist auf einen oberen Abschnitt des röhrenförmigen Anschlusses aufgepresst und der röhrenförmige Anschluss weist eine oder mehrere Schultern auf der äußeren Umfangsfläche auf, die breiter als die Öffnung sind, um zu verhindern, dass ein unterer Abschnitt des röhrenförmigen Anschlusses durch die Öffnung hindurchgeht, und wobei die Innenwand als Teil des Substrats geformt ist.
Anschlussanordnung nach Anspruch 1, wobei die erste Vielzahl von Schlitzen, die zweite Vielzahl von Laschen, die dritte Vielzahl von Schlitzen und die vierte Vielzahl von Laschen jeweils in Umfangsrichtung um die Mittelachse herum angeordnet sind.
Anschlussanordnung nach Anspruch 1, wobei die Innenwand als Teil des Substrats geformt ist und mindestens einen Teil des röhrenförmigen Anschlusses bedeckt.
Anschlussanordnung nach Anspruch 1, wobei die Außenwand als Teil des Substrats geformt ist und die Außenwand eine Vielzahl von Außenwandsegmenten umfasst, die in Umfangsrichtung um die Mittelachse herum angeordnet sind.
Anschlussanordnung nach Anspruch 1, wobei die Innenwand und die Außenwand eine innere Höhe bzw. eine äußere Höhe über einer Oberseite des ringförmigen Anschlusses aufweisen, und der ringförmige Anschluss eine radiale Spannweite zwischen der Innenwand und der Außenwand aufweist, wobei die innere Höhe und die äußere Höhe und die radiale Spannweite so bemessen sind, dass verhindert wird, dass menschliche Fingerspitzen, die größer als eine vorbestimmte Größe sind, den ringförmigen Anschluss berühren.
Anschlussanordnung nach Anspruch 1, wobei die ringförmige Lippe eine ringförmige Lippendicke aufweist und ein ringförmiges Loch mit einem ringförmigen Lochdurchmesser definiert, wobei der ringförmige Lochdurchmesser und die ringförmige Lippendicke so bemessen sind, dass verhindert wird, dass menschliche Fingerspitzen oberhalb einer vorbestimmten Größe den röhrenförmigen Anschluss berühren.
Anschlussanordnung nach Anspruch 1, wobei das zweite elektrisch isolierende Material und das dritte elektrisch isolierende Material dasselbe sind.
Anschlussanordnung nach Anspruch 1, wobei das erste elektrisch isolierenden Material, das, zweite elektrisch isolierende Material und das dritte elektrisch isolierende Material dasselbe sind.
Anschlussanordnung nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine dielektrische Schicht, die das Substrat bedeckt und ein darin ausgebildetes Fenster aufweist, durch das entsprechende Teile der Innenwand, der Außenwand und des röhrenförmigen Anschlusses hindurchragen.
Anschlussanordnung nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine elektrische Leitung, die von dem Substrat getragen wird und mit dem ringförmigen Anschluss und/oder dem röhrenförmigen Anschluss betriebsmäßig verbunden ist.