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Die Erfindung betrifft einen elektrischen Hochstrom- und/oder Hochvolt-Aggregatverbinder für ein Aggregat eines Fahrzeugs, insbesondere einen elektrischen Energiespeicher eines Elektrofahrzeugs. Ferner betrifft die Erfindung ein leistungselektrisches Aggregat für ein Fahrzeug, insbesondere einen elektrischen Energiespeicher für ein Elektrofahrzeug, sowie ein Fahrzeug, insbesondere Elektrofahrzeug.
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Im elektrischen Bereich (Elektrik, Elektrotechnik, elektrische Energietechnik etc.) jenseits der bodengebundenen elektrischen Energietechnik und Analoga dazu, sind eine große Anzahl von elektrischen Verbindern bekannt, welche dazu dienen, elektrische Ströme und Spannungen im Hochstrombereich und/oder Hochspannungsbereich zu übertragen. Hierbei müssen die Verbinder, z. B. für eine Versorgung und/oder Verteilung von elektrischer Energie in warmen, ggf. heißen, verunreinigten, feuchten und/oder chemisch aggressiven Umgebungen kurzfristig und/oder dauerhaft eine einwandfreie Übertragung von elektrischer Energie gewährleisten. Aufgrund einer großen Bandbreite von Anwendungen sind im Nicht-Fahrzeugbereich und im Fahrzeugbereich eine große Anzahl solcher Verbinder bekannt.
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Solche elektrischen Hochstrom- und/oder Hochvolt-Verbinder können z. B. an/in einem leistungselektrischen Aggregat, wie z. B. einer (Traktions-)Batterie bzw. einem Batteriemodul, einem Inverter, einer Schaltanlage etc. verbaut sein. - Hohe Kraftstoffkosten und Anstrengungen zur Verringerung von Umweltbelastungen machen z. B. im Fahrzeugbereich Hybrid- oder Elektrofahrzeuge notwendig. Ein Aspekt dieser Fahrzeuge ist eine Handhabung von hohen elektrischen Lade- und/oder Betriebsströmen und/oder -spannungen, wobei betreffende Komponenten der Aggregate der Fahrzeuge entsprechend ausgelegt sein müssen. Dies betrifft beispielsweise Hochstromleitungen oder Hochspannungsleitungen (z. B. Litzenleitung, Stromschiene, Busbar etc. aus Kupfer oder Aluminium) sowie Kontaktvorrichtungen (z. B. Anschlussstück, Flachkontakt, Busbar etc. aus Kupfer oder Aluminium) der Verbinder.
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Zum internen elektrischen Kontaktieren eines elektrischen Hochstrom- und/oder Hochvolt-Verbinders eines leistungselektrischen Aggregats können leistungselektromechnische Schraubkontaktierungen angewendet werden, welche auch anspruchsvolle Anforderungen erfüllen. Mittels solch einer Hochstrom- und/oder Hochvolt-Schraubkontaktierung kann ein mechanischer Pfad von einem elektrischen Pfad funktional getrennt sein. Der mechanische Pfad dient einer Übertragung der mechanischen Zugspannungen einer Verschraubung, insbesondere einer Stahl-Stahl-Verschraubung, und der elektrische Pfad dient einer niederohmigen elektrischen Kontaktverbindung, insbesondere einer Kupfer-Kupfer-Verbindung, der Schraubkontaktierung.
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Hierdurch wird eine robuste und in der typischen Fertigungsumgebung gut handhabbare elektrische Hochstrom- und/oder Hochvolt-Schraubkontaktierung geschaffen. Ferner ist solch eine Schraubkontaktierung einfach trennbar (Diagnose, Recycling) und zugleich berührsicher. Solche Schraubkontaktierungen sind zur Kontaktierung von Batteriemodulen und für andere Verbindungsstellen in diversen Anschlussfeldern einer elektrischen Leistungsarchitektur vielseitig und flexibel einsetzbar. - Es sind ständig Bestrebungen im Gang, elektrische Hochstrom- und/oder Hochvolt-Verbinder zu verbessern, insbesondere effektiver auszulegen und sie dabei kostengünstig zu gestalten. Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten elektrischen Hochstrom- und/oder Hochvolt-Verbinder für ein Aggregat eines Fahrzeugs, insbesondere eines Elektrofahrzeugs, anzugeben.
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Die Aufgabe der Erfindung ist mittels eines elektrischen Hochstrom- und/oder Hochvolt-Aggregatverbinders (nachfolgend nur noch: Aggregatverbinder) für ein Aggregat eines Fahrzeugs, insbesondere einen elektrischen Energiespeicher eines Elektrofahrzeugs; mittels eines leistungselektrischen Aggregats für ein Fahrzeug, insbesondere einen elektrischen Energiespeicher für ein Elektrofahrzeug; und mittels eines Fahrzeugs, insbesondere eines Elektrofahrzeugs gelöst. - Vorteilhafte Weiterbildungen, zusätzliche Merkmale und/oder Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der folgenden Beschreibung.
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Der erfindungsgemäße, z. B. als ein Header ausgebildeter Aggregatverbinder ist einerseits derart aufgebaut, dass er an und in einer Aggregatwandung verbaubar oder verbaut ist. Andererseits ist der Aggregatverbinder derart ausgebildet, dass in dem an und in der Aggregatwandung verbauten Zustand, eine Verbinderschirmung des Aggregatverbinders in einer elektrisch leitenden Verbindung mit der Aggregatwandung steht, wobei die elektrisch leitende Verbindung der Verbinderschirmung mit einer elektrisch leitenden Lage der Aggregatwandung mittels eines elektrisch leitenden Schirmkontaktadapters des Aggregatverbinders erfolgt.
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D. h., dass die elektrisch leitende Verbindung der Schirmung mit der Aggregatwandung nicht unmittelbar, sondern mittelbar über den Schirmkontaktadapter erfolgt. Und es sollte selbstverständlich aus dem Begriff „Adapter” klar sein, dass es sich hierbei um eine absichtliche, vorherbestimmte körperliche Ausgestaltung eines Bauteils handelt und nicht um eine aufgrund realer Gegebenheiten angenommene Form, wie z. B. die einer Beschichtung oder Analoga dazu.
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Die elektrisch leitende Verbindung der Verbinderschirmung mit der elektrisch leitenden Lage der Aggregatwandung im an und in der Aggregatwandung verbauten Zustand des Aggregatverbinders, kann einerseits als ein direkter elektrischer Kontakt der Verbinderschirmung mit dem Schirmkontaktadapter ausgebildet sein, und/oder kann andererseits als ein direkter oder indirekter elektrischer Kontakt des Schirmkontaktadapters mit der elektrisch leitenden Lage der Aggregatwandung ausgebildet ist.
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Der direkte elektrische Kontakt der Verbinderschirmung mit dem Schirmkontaktadapter kann als eine elektrische Steckverbindung, eine elektrische Berührverbindung und/oder eine elektrische Federverbindung ausgebildet sein. Hierbei kann wenigstens ein Kontaktpartner des elektrischen Kontakts als ein elektrischer Federkontakt ausgebildet sein. Ferner kann der direkte elektrische Kontakt mittels einer elektrischen Kontaktlasche der Verbinderschirmung oder des Schirmkontaktadapters hergestellt sein. Des Weiteren kann der direkte elektrische Kontakt mittels einer Federkontaktlasche der Verbinderschirmung und einer radialen Innenseite oder Außenseite der Verbinderschirmung hergestellt sein.
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Der direkte elektrische Kontakt des Schirmkontaktadapters mit der elektrisch leitenden Lage der Aggregatwandung kann mittels Beschichtungs-Öffnungsvorrichtungen am Schirmkontaktadapter hergestellt sein. Solche Beschichtungs-Öffnungsvorrichtungen können z. B. Aufschneidvorrichtungen, Aufreißvorrichtungen oder Aufbrechvorrichtungen, wie z. B. Schneiden, Kanten, Riffeln, Schultern etc. sein, mittels welchen eine Beschichtung der Aggregatwandung bis zu ihrer elektrisch leitenden Lage hin geöffnet werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann der direkte elektrische Kontakt des Schirmkontaktadapters mit der elektrisch leitenden Lage der Aggregatwandung als eine elektrische Steckverbindung, eine elektrische Flächenverbindung und/oder eine elektrische Pressverbindung ausgebildet sein.
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Der indirekte elektrische Kontakt des Schirmkontaktadapters mit der elektrisch leitenden Lage der Aggregatwandung kann mittels eines Befestigungsmittels hergestellt sein, welches den Schirmkontaktadapter an der Aggregatwandung befestigt.
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Für die elektrisch leitende Verbindung der Verbinderschirmung über den Schirmkontaktadapter mit der elektrisch leitenden Lage der Aggregatwandung im an und in der Aggregatwandung verbauten Zustand des Aggregatverbinders, kann zwischen der Verbinderschirmung und dem Schirmkontaktadapter ein in Umfangsrichtung des Aggregatverbinders ein im Wesentlichen umlaufender elektrischer Umlaufkontakt ausgebildet sein, wobei der Umlaufkontakt bevorzugt als ein intermittierender elektrischer Kontakt mit einer Vielzahl von elektrischen Einzelkontaktierungen ausgebildet ist.
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Für die elektrisch leitende Verbindung der Verbinderschirmung über den Schirmkontaktadapter mit der elektrisch leitenden Lage der Aggregatwandung im an und in der Aggregatwandung verbauten Zustand des Aggregatverbinders, können zwischen dem Schirmkontaktadapter und der elektrisch leitenden Lage der Aggregatwandung in Axialrichtung des Aggregatverbinders elektrische Axialkontakte eingerichtet sein, wobei die Axialkontakte bevorzugt als eine Vielzahl von axialen Pressbereichen (Punkte, Abschnitte) und/oder als eine Mehrzahl von in Axialrichtung verlaufenden Hohlzylinderkontakten (flache, gewellte oder gezackte Grenzflächen) ausgebildet sind. - Hierbei (vgl. auch oben) ist eine Mehrzahl bevorzugt kleiner als eine Vielzahl.
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Im an und in der Aggregatwandung verbauten Zustand des Aggregatverbinders kann der Schirmkontaktadapter auf einer Innenseite der Aggregatwandung montiert sein. D. h. der Schirmkontaktadapter ist innen im Aggregat verbaubar bzw. verbaut. Ferner kann sich im verbauten Zustand ein aggregatinnenseitiger Abschnitt des Aggregatverbinders durch den Schirmkontaktadapter hindurcherstrecken oder ein aggregatinnenseitiger Abschnitt des Aggregatverbinders wenigstens axialabschnittsweise im Schirmkontaktadapter eingerichtet sein. Des Weiteren kann im verbauten Zustand ein aggregataußenseitiger Abschnitt des Aggregatverbinders auf einer Außenseite der Aggregatwandung montiert sein.
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Ist der Schirmkontaktadapter eher als ein ringförmiger Schirmkontaktadapter ausgebildet (vgl. im Folgenden), so kann sich der aggregatinnenseitige Abschnitt durch die Anschluss-Durchgangsausnehmung hindurcherstrecken. Und ist der Schirmkontaktadapter eher als ein schürzenförmiger Schirmkontaktadapter ausgebildet (vgl. ebenfalls im Folgenden), so kann sich der aggregatinnenseitige Abschnitt durch die Anschluss-Durchgangsausnehmung hindurcherstrecken oder in der Anschluss-Durchgangsausnehmung wenigstens axialabschnittsweise eingerichtet sein.
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Der Schirmkontaktadapter kann eine plattenförmige Basis aufweisen, über welche der Schirmkontaktadapter auf der Aggregatwandung befestigbar oder befestigt ist. Ferner kann der Schirmkontaktadapter als ein in Umfangsrichtung im Wesentlichen geschlossener ringförmiger oder schürzenförmiger Schirmkontaktadapter ausgebildet sein. Des Weiteren kann der Schirmkontaktadapter eine Anschluss-Durchgangsausnehmung aufweisen, in welcher der aggregatinnenseitige Abschnitt des Aggregatverbinders einrichtbar oder eingerichtet ist.
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Der Schirmkontaktadapter kann einen in Axialrichtung abstehenden Zentrierring zum Einrichten des Schirmkontaktadapters in einer Verbinder-Durchgangsausnehmung in der Aggregatwandung aufweisen. Ferner kann der Schirmkontaktadapter eine in Axialrichtung abstehende und in Umfangsrichtung vollständig umlaufende und geschlossene Umlaufwandung zum Verhindern von Eindringen einer Flüssigkeit in das Innere des Schirmkontaktadapters aufweisen. Der Zentrierring und die Umlaufwandung können in Axialrichtung fluchtend im Schirmkontaktadapter eingerichtet sein. Darüber hinaus kann die Umlaufwandung eine größere Erstreckung in Axialrichtung aufweisen als der Zentrierring.
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Im an und in der Aggregatwandung verbauten Zustand des Aggregatverbinders kann der Schirmkontaktadapter mittels eines Befestigungsmittels an der Aggregatwandung festgelegt sein. Insbesondere kann das Befestigungsmittel als eine Schraube oder ein Niet, insbesondere ein HSN-Niet (Halbhohlstanzniet), ausgebildet sein. Das Befestigungsmittel kann dabei die Aggregatwandung durchdringen und in einem Gehäuse des Aggregatverbinders fest eingerichtet sein. Das Gehäuse kann als ein Außengehäuse des aggregataußenseitigen Abschnitts des Aggregatverbinders ausgebildet sein.
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Im an und in der Aggregatwandung verbauten Zustand des Aggregatverbinders kann der Schirmkontaktadapter gegenüber der Aggregatwandung um die Verbinder-Durchgangsausnehmung flüssigkeitsdicht eingerichtet sein. Dies kann durch Anpressen des Schirmkontaktadapters an die Aggregatwandung erfolgen. Ferner kann alternativ oder zusätzlich ein Dichtmaterial, eine Dichtung etc. zur Anwendung kommen.
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Der Schirmkontaktadapter kann als ein Schirmkontaktadapter eines mehrpoligen, insbesondere eines zweipoligen, Aggregatverbinders ausgebildet sein. Ferner kann der Schirmkontaktadapter je elektrischer Kontaktvorrichtung des Aggregatverbinders einen langgestreckten Aufnahmebereich für die Kontaktvorrichtung umfassen. Des Weiteren können in einem Querschnitt der Anschluss-Durchgangsausnehmung einander direkt benachbarte Aufnahmebereiche für die Kontaktvorrichtungen dazwischen eine Einschnürung aufweisen.
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Der Schirmkontaktadapter ist bevorzugt als ein dreidimensional strukturiertes Bauteil ausgebildet. Ferner kann der Schirmkontaktadapter als ein montierbarer und wieder demontierbarer Schirmkontaktadapter ausgebildet sein. Des Weiteren kann der Schirmkontaktadapter als ein Druckgussteil, insbesondere ein Aluminiumdruckgussteil, ein Tiefziehteil oder durch ein anderes Verfahren ausgebildet sein.
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Der Aggregatverbinder ist bevorzugt als eine Aggregatverbindereinrichtung ausgebildet. Ferner kann die elektrisch leitende Lage der Aggregatwandung eine Beschichtung der Aggregatwandung aufweisen. Hierbei kann die Beschichtung elektrisch leitend oder elektrisch nichtleitend ausgebildet sein. Die Beschichtung kann als eine Fahrzeugbodenbeschichtung und insbesondere als eine KTL-Beschichtung (KTL: kathodische Tauchlackierung) ausgebildet sein. Des Weiteren kann die Aggregatwandung als eine Aggregatbodenwandung ausgebildet sein.
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Das erfindungsgemäße leistungselektrische Aggregat, insbesondere der elektrische Energiespeicher, umfasst einen erfindungsgemäßen Aggregatverbinder an und in einer Aggregatwandung des Aggregats. Solch ein Aggregat kann z. B. ferner als ein Elektromotor, ein Elektrotraktionsmotor, ein Inverter, eine Schaltanlage etc., insbesondere für ein Fahrzeug, ausgebildet sein. Des Weiteren kann der Energiespeicher als eine (Traktions-)Batterie, ein Akkumulator etc. ausgebildet sein. Darüber hinaus gilt, die Erfindung ist beispielsweise dort anwendbar, wo Wandungen aus Blech und/oder Aluminiumdruckgussteile anwendbar sind.
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Das erfindungsgemäße Fahrzeug umfasst ein erfindungsgemäßes leistungselektrisches Aggregat. Unter einem Fahrzeug ist bevorzugt ein Kraftfahrzeug und insbesondere ein Straßenfahrzeug verstanden, kann aber auch ein Schienenfahrzeug, ein Wasserfahrzeug und/oder ein Luftfahrzeug verstanden werden. Ferner ist unter einem Elektrofahrzeug ein Fahrzeug mit einem Elektrotraktionsmotor verstanden, welches neben seinem Elektrotraktionsmotor einen weiteren nicht-elektrischen Antrieb, wie z. B, einen Verbrennungsmotor, aufweisen kann. D. h. unter einem Fahrzeug mit einem Elektrotraktionsmotor kann z. B. ein Hybridelektrofahrzeug, ein Elektrofahrzeug (lediglich elektromotorischer Antrieb), ein Brennstoffzellenfahrzeug etc. verstanden sein.
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Die Erfindung ist im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte schematische und nicht maßstabsgetreue Zeichnung näher erläutert. Abschnitte, Elemente, Bauteile, Einheiten, Komponenten und/oder Schemata, welche eine identische, univoke oder analoge Ausbildung und/ oder Funktion besitzen, sind in der Figurenbeschreibung (s. u.), der Bezugszeichenliste, den Patentansprüchen und in den Figuren (Fig.) der Zeichnung mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet. Eine mögliche, in der Erfindungsbeschreibung (s. o.) nicht erläuterte, in der Zeichnung nicht dargestellte und/oder nicht abschließende Alternative, eine statische und/ oder kinematische Umkehrung, eine Kombination etc. zu den Ausführungsbeispielen der Erfindung bzw. einer Komponente, einem Schema, einer Einheit, einem Bauteil, einem Element oder einem Abschnitt davon, kann ferner der Bezugszeichenliste und/oder der Figurenbeschreibung entnommen werden.
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Bei der Erfindung kann ein Merkmal (Abschnitt, Element, Bauteil, Einheit, Komponente, Funktion, Größe etc.) positiv, d. h. vorhanden, oder negativ, d. h. abwesend, ausgestaltet sein. In dieser Spezifikation (Beschreibung (Erfindungsbeschreibung (s. o.), Figurenbeschreibung (s. u.)), Bezugszeichenliste, Patentansprüche, Zeichnung) ist ein negatives Merkmal als Merkmal nicht explizit erläutert, wenn nicht gemäß der Erfindung Wert daraufgelegt ist, dass es abwesend ist. D. h. die tatsächlich gemachte und nicht eine durch den Stand der Technik konstruierte Erfindung darin besteht, dieses Merkmal wegzulassen.
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Ein Merkmal dieser Spezifikation kann nicht nur in einer angegebenen Art und/oder Weise, sondern auch in einer anderen Art und/oder Weise angewendet sein (Isolierung, Zusammenfassung, Ersetzung, Hinzufügung, Alleinstellung, Weglassung etc.). Insbesondere ist es möglich, anhand eines Bezugszeichens und einem diesem zugeordneten Merkmal bzw. vice versa, in der Beschreibung, der Bezugszeichenliste, den Patentansprüchen und/oder der Zeichnung, ein Merkmal in den Patentansprüchen und/oder der Beschreibung zu ersetzen, hinzuzufügen oder wegzulassen. Darüber hinaus kann dadurch ein Merkmal in einem Patentanspruch ausgelegt und/oder näher spezifiziert werden.
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Die Merkmale der Beschreibung sind (angesichts des (zunächst meist unbekannten) Stands der Technik) auch als optionale Merkmale interpretierbar; d. h. ein jedes Merkmal kann als ein fakultatives, arbiträres oder bevorzugtes, also als ein nicht verbindliches, Merkmal aufgefasst werden. So ist eine Herauslösung eines Merkmals, ggf. inkl. seiner Peripherie, aus einem Ausführungsbeispiel möglich, wobei dieses Merkmal dann auf einen verallgemeinerten Erfindungsgedanken übertragbar ist. Das Fehlen eines Merkmals (negatives Merkmal) in einem Ausführungsbeispiel zeigt, dass das Merkmal in Bezug auf die Erfindung optional ist. Ferner ist bei einem Artbegriff für ein Merkmal auch ein Gattungsbegriff für das Merkmal mitlesbar (ggf. weitere hierarchische Gliederung in Untergattung etc.), wodurch, z. B. unter Beachtung von Gleichwirkung und/oder Gleichwertigkeit, eine Verallgemeinerung des Merkmals möglich ist.
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In den lediglich beispielhaften Figuren (Fig.) zeigen:
- die 1 und 2 eine perspektivische innere Draufsicht (1) und eine perspektivische Schnittansicht (2) eines an und in einer Aggregatwandung eines Aggregats eines Fahrzeugs verbauten Aggregatverbinders mit einem Schirmkontaktadapter,
- die 3 und 4 in Perspektivansichten einen zusammengebauten Aggregatverbinder ohne seinen Schirmkontaktadapter (3) sowie eine Verbinderschirmung des Aggregatverbinders in Alleinstellung (4),
- die 5 und 6 in allseitig weggebrochenen 2D-Schittansichten, zwei Ausführungsformen des verbauten Aggregatverbinders im Bereich seiner elektrisch leitenden Verbindungen zwischen der Verbinderschirmung und einer elektrisch leitenden Lage der Aggregatwandung, und
- die 7 und 8 in Perspektivansichten jeweils in Alleinstellung einen schürzenförmigen Schirmkontaktadapter (7) sowie einen ringförmigen Schirmkontaktadapter ( 8) für den Aggregatverbinder.
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Die Erfindung ist im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen dreier Ausführungsformen (z. B. in den 5, 7 und 8 dargestellt) einer Variante eines als eines Headers 1 ausgebildeten elektrischen Hochstrom- und/oder Hochvolt-Aggregatverbinders 1 (nachfolgend lediglich als Aggregatverbinder 1 bezeichnet) inkl. eines Schirmkontaktadapters 20 dafür, für ein Aggregat 0 eines Fahrzeugs, insbesondere einen elektrischen Energiespeicher 0 eines Elektrofahrzeugs, näher erläutert.
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Die Erfindung ist allgemein im elektrischen Bereich bei einem elektrischen Aggregat anwendbar. Eine Ausnahme bildet hier die bodengebundene elektrische Energietechnik und Analoga. Und obwohl die Erfindung detaillierter durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher beschrieben und illustriert ist, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Ausführungsbeispiele eingeschränkt, sondern ist von grundlegenderer Natur. Andere Variationen können hieraus und/oder aus Obigem (Erfindungsbeschreibung) abgeleitet werden ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
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In der Zeichnung sind nur diejenigen räumlichen Abschnitte eines Gegenstands der Erfindung dargestellt, welche für ein Verständnis der Erfindung notwendig sind. Bezeichnungen wie Verbinder und Gegenverbinder, Kontaktvorrichtung und Gegenkontaktvorrichtung etc. sind synonym zu interpretieren, d. h. ggf. jeweils untereinander vertauschbar. Die Erläuterung der Erfindung anhand der Zeichnung bezieht sich im Folgenden auf eine Axialrichtung Ax, eine Radialrichtung Ra und eine Umfangsrichtung Um des Aggregatverbinders 1 sowie dessen Schirmkontaktadapters 20.
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Ein Bodenblech (vgl. im Folgenden die Aggregatwandung 5) eines Fahrzeugs ist mit einer Beschichtung, oft einer KTL-Beschichtung gegen Steinschlag geschützt, was einen elektrischen Schildkontakt des Bodenblechs bei einem elektrischen Verbinder (vgl. im Folgenden den Aggregatverbinder 1) am/im Bodenblech erheblich erschwert. Um dieses Problem zu lösen kann eine Maskierung des Unterbodenblechs für das Beschichten zum Einsatz kommen. Solch eine Maskierung ist jedoch teuer und führt zu Korrosionsproblemen des Unterbodenblechs.
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Ferner kann, natürlich je nach Aggregat 0, bei solchen Verbindern ohne einen Schutz Wasser in ein elektrisches Verbindungssystem gelangen, welchem der Verbinder zugehörig ist. D. h. es ist eine zusätzliche Abdichtung zum Schutz vor stehendem Wasser erforderlich. Darüber hinaus erzeugen KTL-Brechschrauben Metallstaub, welcher bei einer Montage/Demontage des Verbinders entsteht und in einem elektrischen Verbinder zu gro-ßen Problemen führen kann. - Gemäß der Erfindung sind diese Probleme mit dem Schirmkontaktadapter 20 des Aggregatverbinders 1 gelöst.
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Die 1 und 2 zeigen den an und in einer Aggregatwandung 5 verbauten Aggregatverbinder 1. Hierbei ist der Aggregatverbinder 1 sowohl innen im (vgl. 1) als auch außen am (vgl. 1 und 2) Aggregat 0 verbaut, wobei sich der Aggregatverbinder 1 durch eine Verbinder-Durchgangsausnehmung 50 in der Aggregatwandung 5 hindurcherstreckt. D. h. einerseits ist ein aggregatinnenseitiger Abschnitt 30 des Aggregatverbinders 1 auf einer Innenseite 51 der Aggregatwandung 5 innen im Aggregat 0 eingerichtet, und andererseits ist ein aggregataußenseitiger Abschnitt 10 des Aggregatverbinders 1 auf einer Außenseite 52 der Aggregatwandung 5 außen am Aggregat 0 eingerichtet.
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Der Aggregatverbinder 1 führt vorliegend von außen nach innen in das Aggregat 0 bzw. vice versa, wobei natürlich andere Konfigurationen, z. B. vollständig innen in einem Aggregat, ebenfalls möglich sind. Lediglich der Aggregatverbinder 1 ist an und in der Aggregatwandung 5 verbaubar oder verbaut. - Der Aggregatverbinder 1 (vgl. auch die 3, 5 und 6) umfasst im Wesentlichen im aggregataußenseitigen Abschnitt 10 ein Gehäuse 120 bzw. ein Außengehäuse 120, in welchem entsprechend einer Anzahl von elektrischen Kontaktvorrichtungen 40 des Aggregatverbinders 1 Kontaktvorrichtungs-Aufnahmen 140 eingerichtet sein können. Hierbei können die Kontaktvorrichtungs-Aufnahmen 140 eines einzelnen Aggregatverbinders 1 zusammen einteilig und insbesondere integral, oder mehrteilig ausgebildet sein.
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Im montierten Zustand des Aggregatverbinders 1 (vgl. insbesondere die 2) ist in der betreffenden Kontaktvorrichtungs-Aufnahme 140 eine Kontaktvorrichtung 40 ggf. gedichtet eingerichtet, welche wiederum von der Kontaktvorrichtungs-Aufnahme 140 gehaltert wird bzw. in dieser festgelegt ist. Die Kontaktvorrichtungs-Aufnahmen 140 sind ihrerseits ggf. gedichtet im Gehäuse 120 bzw. Außengehäuse 120 eingerichtet und werden von dieser gehaltert bzw. sind in dieser festgelegt.
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In Radialrichtung Ra außen auf den Kontaktvorrichtungs-Aufnahmen 140 ist eine stofflich einstückige oder integral ausgebildete Verbinderschirmung 100 (vgl. auch die 4) vorgesehen, welche sich vom aggregataußenseitigen Abschnitt 10 des Aggregatverbinders 1 durch die Verbinder-Durchgangsausnehmung 50 hindurch auf den aggregatinnenseitigen Abschnitt 30 des Aggregatverbinders 1 erstreckt, bzw. vice versa. Im aggregataußenseitigen Abschnitt 10 ist die Verbinderschirmung 100 von einer Schirmung eines dort an den Aggregatverbinder 1 anschließbaren elektrischen Leiters (Kabel, Busbar etc.) elektrisch kontaktierbar. Hierfür kann die Verbinderschirmung 100 elektrische Kontaktlaschen, insbesondere Federkontaktlaschen aufweisen.
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Vorliegend weist die Verbinderschirmung 100 für eine jede Kontaktvorrichtung 40 eine um diese vollständig in deren Umfangsrichtung herumlaufende Schirmkontakthülse auf. Eine Form der Schirmkontakthülse ist dabei an eine Form der Kontaktvorrichtung 40 angepasst. Die dargestellte Verbinderschirmung 100 umfasst zwei solche im Wesentlichen parallel zueinander angeordnete Schirmkontakthülsen, welche bevorzugt über einen Steg integral miteinander verbunden sind. Der Steg kann derart ausgebildet sein (Durchgangsausnehmungen), dass die Verbinderschirmung 100 damit im Aggregatverbinder 1 gehaltert oder befestigt werden kann.
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Innen im Aggregat 0 endet die elektrische Schirmung bzw. die elektrische Schirmung des Aggregatverbinders 1 benötigt eine elektrische Verbindung zur ggf. elektrisch isoliert beschichteten Aggregatwandung 5. Hierbei ist im aggregatinnenseitigen Abschnitt 30 die Verbinderschirmung 100 vom Schirmkontaktadapter 20 (vgl. insbesondere auch die 7 und 8) elektrisch direkt kontaktiert, welcher seinerseits in direktem oder indirektem elektrischen Kontakt mit einer elektrisch leitenden Lage der Aggregatwandung 5 steht.
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Der direkte elektrische Kontakt der Verbinderschirmung 100 mit dem Schirmkontaktadapter 20 erfolgt mittels elektrischen Kontaktlaschen 102 der Verbinderschirmung 100, die insbesondere als Federkontaktlaschen 102 ausgebildet sind. Es ist natürlich alternativ oder auch zusätzlich möglich, analog Kontaktlaschen bzw. Federkontaktlaschen am Schirmkontaktadapter 20 vorzusehen (nicht dargestellt). Die Verbinderschirmung 100 und der Schirmkontaktadapter 20 sind vorliegend derart ausgebildet und im Aggregatverbinder 1 eingerichtet, dass die Kontaktlaschen 102 der Verbinderschirmung 100 den Schirmkontaktadapter 20 auf einer radialen Ra Innenseite des Schirmkontaktadapters 20 elektrisch kontaktieren (vgl. die 2, 5 und 6).
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Für den direkten elektrischen Kontakt des Schirmkontaktadapters 20 mit der Aggregatwandung 5, kann der Schirmkontaktadapter 20 Beschichtungs-Öffnungsvorrichtungen (nicht dargestellt) aufweisen, mittels welchen eine Beschichtung der Aggregatwandung 5 geöffnet werden kann. Hierdurch ist die elektrisch leitende Lage der Aggregatwandung 5 vom Schirmkontaktadapters 20 elektrisch kontaktierbar (axiale Pressbereiche, vgl. oben).
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Alternativ oder zusätzlich kann über wenigstens ein Befestigungsmittel 22 (vgl. die 5 und 6) des Schirmkontaktadapters 20 der indirekte elektrische Kontakt des Schirmkontaktadapters 20 mit der Aggregatwandung 5 bzw. deren elektrisch leitender Lage hergestellt sein (Hohlzylinderkontakte, vgl. oben). Hierbei ist der Schirmkontaktadapter 20 mittels den Befestigungsmitteln 22 an der Aggregatwandung 5 befestigt. Solch ein Befestigungsmittel 22 kann z. B. als ein Niet, insbesondere ein HSN-Niet, eine Schraube etc. ausgebildet sein.
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Ferner kann alternativ oder zusätzlich, ein indirekter elektrischer Kontakt des Schirmkontaktadapters 20 mit der Aggregatwandung 5 über eine Montagebuchse 122 des Gehäuses 120 bzw. Außengehäuses 120 hergestellt sein. D. h. der Schirmkontaktadapter 20 kontaktiert das Befestigungsmittel 22, das Befestigungsmittel 22 kontaktiert die Montagebuchse 122 und die Montagebuchse 122 kontaktiert die Aggregatwandung 5 jeweils elektrisch.
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Der dargestellte Schirmkontaktadapter 20 (vgl. insbesondere die 7 und 8) umfasst wenigstens eine plattenförmige Basis 200, mittels welcher er an der Aggregatwandung 5 mittels der Befestigungsmittel 22 befestigbar ist (vgl. insbesondere die 5 und 6). Ferner umfasst der Schirmkontaktadapter 20 eine Anschluss-Durchgangsausnehmung 250, in welcher der aggregatinnenseitige Abschnitt 30 des Aggregatverbinders 1 vorsehbar oder vorgesehen ist. Dies stellt eine Basisausführungsform des Schirmkontaktadapters 20 dar (vgl. die 8 ohne Zentrierring 210).
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Im an und in der Aggregatwandung 5 verbauten Zustand des Aggregatverbinders 1 kontaktieren die Federkontaktlaschen 102 der Verbinderschirmung 100 den Schirmkontaktadapter 20 in Radialrichtung Ra innen im Schirmkontaktadapter 20, also innen in der Anschluss-Durchgangsausnehmung 250. Die Federkontaktlaschen 102 der Verbinderschirmung 100 federn dabei in Radialrichtung Ra ein. Hierbei läuft ein Kontaktbereich in Umfangsrichtung Um im Wesentlichen vollständig innen an der Anschluss-Durchgangsausnehmung 250 herum, wodurch sich ein elektrischer Umlaufkontakt ausbildet.
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Für eine einfache Montage des Schirmkontaktadapters 20 auf/über der Verbinder-Durchgangsausnehmung 50 an der Aggregatwandung 5, kann der Schirmkontaktadapter 20 einen Zentrierring 210 oder eine funktional gleiche Vorrichtung aufweisen, welcher weinigstes abschnittsweise formschlüssig in die Verbinder-Durchgangsausnehmung 50 einpassbar ist. Der Zentrierring 210 oder die funktional gleiche Vorrichtung steht dabei etwas in Axialrichtung Ax von der plattenförmigen Basis 200 ab und läuft in Umfangsrichtung Um an der plattenförmigen Basis 200 bevorzugt vollständig um. Radial Ra innen konstituiert der Zentrierring 210 oder die funktional gleiche Vorrichtung die Anschluss-Durchgangsausnehmung 250 mit.
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Ferner kann der Schirmkontaktadapter 20 eine Umlaufwandung 220 aufweisen, welche bei Vorhandensein des Zentrierrings 210 auf der dieser gegenüberliegenden Seite der plattenförmigen Basis 200 eingerichtet ist. Diese Schürze ermöglicht es, dass bei einer flüssigkeitsdichten Verbindung zwischen der Aggregatwandung 5 und dem Schirmkontaktadapter 20, kein auf der Aggregatwandung 5 befindliches Wasser oder eine andere Flüssigkeit nach radial innen in den Schirmkontaktadapter 20 und von dort aus in den Aggregatverbinder 1 gelangen kann. Die Umlaufwandung 220 steht dabei in Axialrichtung Ax von der plattenförmigen Basis 200 ab und läuft in Umfangsrichtung Um an der plattenförmigen Basis 200 vollständig um. Radial Ra innen konstituiert die Umlaufwandung 220 die Anschluss-Durchgangsausnehmung 250 mit.
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Sind sowohl der Zentrierring 210 als auch die Umlaufwandung 220 an den einander gegenüberliegenden großflächigen Seiten der plattenförmigen Basis 200 eingerichtet, so können diese in Axialrichtung Ax fluchten oder nicht. Ggf. kann die Umlaufwandung 220 einen etwas größeren oder einen etwas kleineren Umfang als der Zentrierring 210 aufweisen. - Hierbei ist der Schirmkontaktadapter 20 ist als geschlossenes schürzenförmiges (vgl. die 7) oder geschlossenes ringförmiges (vgl. die 8), dreidimensional strukturiertes Bauteil ausgebildet.
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Der Schirmkontaktadapter 20 kann für einen einzelnen Aggregatverbinder 1 oder für eine Mehrzahl von Aggregatverbindern 1, z. B. zwei Aggregatverbinder 1, ausgebildet sein. Im zweiten Fall können die Schirmkontaktadapter 20 für die Mehrzahl von Aggregatverbindern 1 zu einer kombinierten Schirmkontaktadapterplatte (nicht dargestellt) zusammengefasst sein. D. h. diese Schirmkontaktadapter 20 teilen sich eine einzige plattenförmige Basis 200, welche eine entsprechende Anzahl von Anschluss-Durchgangsausnehmungen 250 und ggf. eine entsprechende Anzahl von Zentrierringen 210 und/oder Umlaufwandungen 220 aufweist. Hierbei ist es möglich, nur einen einzigen Zentrierring 210 vorzusehen.
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Die Integration des Schirmkontaktadapters 20 in den Aggregatverbinder 1 führt zu einer elektrisch radial Ra kontaktierbaren Fläche für die Verbinderschirmung 100 bzw. deren Kontaktlaschen 102. Hierbei kann die Verbinderschirmung 100 dieselbe bleiben, d. h. eine Verbinderschirmung 100, welche vorher eine Aggregatwandung elektrisch kontaktiert hat, kontaktiert nun den Schirmkontaktadapter 20. Der Schirmkontaktadapter 20 kann insbesondere ein Bauteil aus Aluminiumdruckguss sein. Zusätzlich kann der Schirmkontaktadapter 20 als ein Schutz gegen Wasser, insbesondere stehendes Wasser, z. B. bei einem Leck, ausgebildet sein. Die mechanische und ggf. auch die elektrische Verbindung zwischen dem Schirmkontaktadapter 20 und der Aggregatwandung 5 kann mit derjenigen Technik realisiert sein, welche ein Anwender bereits einsetzt.
