DE212022000215U1 - Cell contacting unit - Google Patents

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Abstract

Zellkontaktierungseinheit (100) zur elektrischen Kontaktierung von in einem Gehäuse (22) eines Brennstoffzellenstapels (20) in einer oder mehreren Reihen und/oder Spalten angeordneten elektrischen Kontaktbuchsen (21), wobei die Zellkontaktierungseinheit (100) an korrespondierenden Positionen Federkontaktelemente (11) aufweist, die sich in Steckrichtung (S) aus der Zellkontaktierungseinheit (100) weg erstrecken, wobei am Gehäuse (22) in Steckrichtung (S), vorgelagert zu den Kontaktbuchsen (21) betrachtet, Steuerkulissen (30) vorgesehen sind, welche beim Einstecken der Federkontaktelemente (11) in die Kontaktbuchsen (21) jeweils eine federelastischen Auslenkung der Federkontaktelemente (11) quer zur Steckrichtung (S) bewirken, sodass die Federkontaktelemente (11) im eingesteckten Zustand Federkraftbeaufschlagt gegen die Kontaktbuchsen (21) gedrückt werden. Cell contacting unit (100) for electrically contacting electrical contact sockets (21) arranged in one or more rows and/or columns in a housing (22) of a fuel cell stack (20), wherein the cell contacting unit (100) has spring contact elements (11) at corresponding positions which extend away from the cell contacting unit (100) in the plug-in direction (S), wherein control gates (30) are provided on the housing (22) in the plug-in direction (S), viewed upstream of the contact sockets (21), which control gates (30) each cause a spring-elastic deflection of the spring contact elements (11) transversely to the plug-in direction (S) when the spring contact elements (11) are plugged into the contact sockets (21), so that the spring contact elements (11) are pressed against the contact sockets (21) under spring force when plugged in.

Description

Die Erfindung betrifft eine Zellkontaktierungseinheit CVP auch Cell Voltage Pickup genannt.The invention relates to a cell contacting unit CVP, also called cell voltage pickup.

Eine Zellkontaktierungseinheit CVP (Cell Voltage Pickup) ist ein multikanaliger Potenzialabgriff zur Erfassung von Zellspannungen an Batterie- oder Brennstoffzellenstapeln. Je nach verwendetem Stack kommen unterschiedliche Kostruktionsprinzipien zum Einsatz.A cell contact unit CVP (Cell Voltage Pickup) is a multi-channel potential tap for detecting cell voltages on battery or fuel cell stacks. Depending on the stack used, different construction principles are used.

Aus dem Stand der Technik ist eine solche Vorrichtung zum Beispiel aus der JP 002002313398 A bekannt. Diese Einheit dient dem Messen einer Zellenspannung, die in der Lage ist, gleichzeitig und einfach die Spannungen aller Zellen eines Brennstoffzellenstapels zu messen. Hierzu umfasst diese eine Vielzahl von Sonden zur Spannungsmessung und nadelartige Spannungsmessanschlüsse mit einer aus der Einheit herausragenden Spitzenseite, sowie eine in der Einheit gelagerten Feder, die die nadelartigen Spannungsmessanschlüsse durch eine elastische Kraft gegen die Seitenflächen der Separatoren des Brennstoffzellenstapels vorspannt.From the state of the art, such a device is known, for example, from JP 002002313398 A This unit is used to measure a cell voltage, which is able to simultaneously and easily measure the voltages of all cells in a fuel cell stack. For this purpose, it comprises a plurality of probes for measuring voltage and needle-like voltage measuring terminals with a tip side protruding from the unit, as well as a spring mounted in the unit, which preloads the needle-like voltage measuring terminals against the side surfaces of the separators of the fuel cell stack by means of an elastic force.

Nachteilig ist bei dieser Lösung der komplexe Aufbau, sowie das Problem, dass einerseits die Kontakte beim Zusammenstecken beschädigt werden können und eine hohe Steckkraft, insbesondere bei einer hohen Anzahl von Brennstoffzellenverbindungen gegeben ist.The disadvantage of this solution is the complex structure, as well as the problem that the contacts can be damaged when plugged together and that a high plugging force is required, especially when there are a large number of fuel cell connections.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Nachteile zu überwinden und eine Lösung für einen Brennstoffzellen-Stack zu entwickeln, um eine Vielzahl von parallel aufeinanderliegenden Bi-Polarplatten sicher und zuverlässig zu kontaktieren, um die Zellspannung abzugreifen, und diese dann an eine Mess-und Auswerteelektronik weiterzuleiten. Weiterhin muss sichergestellt sein, dass der entsprechende Kontakt auch unbeschädigt in die richtige Kontaktöffnung in der Bipolarplatte trifft und dort eine gute Kontaktkraft erzielt wird.The invention is therefore based on the task of overcoming the aforementioned disadvantages and developing a solution for a fuel cell stack in order to safely and reliably contact a large number of bipolar plates lying parallel to one another in order to tap the cell voltage and then pass this on to a measuring and evaluation electronics. Furthermore, it must be ensured that the corresponding contact also hits the correct contact opening in the bipolar plate undamaged and that a good contact force is achieved there.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß Schutzanspruch 1 gelöst.This problem is solved by the combination of features according to claim 1.

Ein Grundgedanke der Erfindung besteht darin, dass federnde Kontaktteile, (z.B. ausgebildet als Stanzteil, aus Draht, als Drehteil oder dergleichen), welches in einem Gehäuse gelagert sind, erst beim Zusammenstecken mit der Gegensteckeinheit des Brennstoffzellenstapels, vorzugsweise etwa mittig, in die korrespondierenden Kontakttaschen eingeführt werden, und erst kurz vor Erreichen der vollständigen Einsteckposition, gesteuert durch eine Steuerkulisse die Kontaktteile radial elastisch ausgelenkt werden und dann vorgespannt an den Kontakttaschen kontaktierend anliegen.A basic idea of the invention is that resilient contact parts (e.g. designed as a stamped part, made of wire, as a turned part or the like), which are mounted in a housing, are only inserted into the corresponding contact pockets when plugged together with the mating plug unit of the fuel cell stack, preferably approximately in the middle, and only shortly before reaching the complete plug-in position, controlled by a control gate, the contact parts are deflected radially elastically and then pre-tensioned and contact the contact pockets.

Auf diese Weise kann mit niedriger Steckkraft die Verbindung hergestellt werden, im Eingesteckten Zustand aber dennoch eine hohe Kontaktkraft erzeugt werden.In this way, the connection can be made with a low insertion force, but a high contact force can still be generated when plugged in.

Optional kann zur besseren Fixierung über das Gehäuse, welches hierzu einen Führungsschenkel oder Führungsrippen bereitstellt, eine Vorzentrierung erreicht werden.Optionally, pre-centering can be achieved for better fixation via the housing, which provides a guide leg or guide ribs for this purpose.

Erfindungsgemäß wird daher eine Zellkontaktierungseinheit zur elektrischen Kontaktierung von in einem Gehäuse oder eine Steckeinheit eines Brennstoffzellenstapels (vorzugsweise in einer oder mehreren Reihen und/oder Spalten) angeordneten elektrischen Kontaktbuchsen bereitgestellt, wobei die Zellkontaktierungseinheit an zu den Kontaktbuchsen korrespondierenden Positionen Federkontaktelemente aufweist, die sich in Steckrichtung (S) aus der Zellkontaktierungseinheit weg erstrecken, wobei am Gehäuse in Steckrichtung, vorgelagert zu den Kontaktbuchsen betrachtet, Steuerkulissen vorgesehen sind, welche beim Einstecken der Federkontaktelemente in die Kontaktbuchsen eine federelastischen Auslenkung der Federkontaktelemente quer zur Steckrichtung bewirken, sodass die Federkontaktelemente im eingesteckten Zustand Federkraftbeaufschlagt gegen die Kontaktbuchsen gedrückt werden.According to the invention, a cell contacting unit is therefore provided for electrically contacting electrical contact sockets arranged in a housing or a plug-in unit of a fuel cell stack (preferably in one or more rows and/or columns), wherein the cell contacting unit has spring contact elements at positions corresponding to the contact sockets, which extend away from the cell contacting unit in the plug-in direction (S), wherein control gates are provided on the housing in the plug-in direction, viewed upstream of the contact sockets, which, when the spring contact elements are plugged into the contact sockets, cause a spring-elastic deflection of the spring contact elements transversely to the plug-in direction, so that the spring contact elements are pressed against the contact sockets under spring force when plugged in.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Hauptkomponente der Federkraft, die aufgrund der Querverformung an den Kulissen erzeugt wird und welche die Federkontaktelemente im eingesteckten Zustand gegen eine Seitenwand der Kontaktbuchsen drückt, quer zur Steckrichtung wirkt.In an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the main component of the spring force, which is generated due to the transverse deformation on the guides and which presses the spring contact elements against a side wall of the contact sockets in the inserted state, acts transversely to the plugging direction.

Weiter vorteilhaft ist es, wenn die Zellkontaktierungseinheit ausgebildet ist, dass beim Zusammenstecken der Federkontaktelemente der Zellkontaktierungseinheit mit den Kontaktbuchsen des Brennstoffzellenstapels die Federkontaktelemente während dem Steckvorgang in zunehmendem Maß durch die Steuerkulissen quer zu ihrer Ausgangslage ausgelenkt werden. Hierdurch kann die Kontaktkraft über den Steckweg gezielt gesteuert werden.It is also advantageous if the cell contact unit is designed such that when the spring contact elements of the cell contact unit are plugged together with the contact sockets of the fuel cell stack, the spring contact elements are increasingly deflected by the control gates transversely to their initial position during the plugging process. This allows the contact force to be controlled in a targeted manner via the plugging path.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Steuerkulissen als schräge Rampen so an dem Gehäuse vorgesehen sind, dass sich diese zumindest teilweise in denjenigen Bauraum vor den Kontaktöffnungen der Kontaktbuchsen hinein erstrecken, durch den die Federkontaktelemente während dem Steckvorgang hindurchgeführt werden bzw. so dass die Federkontaktelemente somit beim Zusammenstecken auf die Kulissen auflaufen und durch die Form der Kulissen als schräge Rampen seitlich ausgelenkt werden.In a further advantageous embodiment of the invention, the control links are provided as inclined ramps on the housing in such a way that they extend at least partially into the installation space in front of the contact openings of the contact sockets through which the spring contact elements are guided during the plugging process or so that the spring contact elements are thus ken run onto the backdrops and are deflected sideways as inclined ramps due to the shape of the backdrops.

Ebenfalls von Vorteil ist eine Konzeption bei der die Federkontaktelemente beim Zusammenstecken zunächst zumindest mit ihrem stirnseitigen bzw. steckseitigen Ende in die Kontaktöffnungen der Kontaktbuchsen, vorzugsweise etwa mittig in die Kontaktöffnungen eindringen bevor ein Steuerabschnitt der Federkontaktelemente beim weiteren Zusammenstecken auf einen Kulissenabschnitt der Steuerkulissen trifft. Hierzu sind die Kulissen so auszubilden, dass das steckseitige Ende der Kontaktelemente zunächst beim Zusammenstecken an den Kulissen vorbeigeführt wird und dann beim weiteren Einstecken erst der Steuerabschnitt der Federkontaktelemente auf die Kulissen aufläuft.Another advantage is a design in which the spring contact elements initially penetrate at least with their front or plug-in end into the contact openings of the contact sockets, preferably approximately in the middle of the contact openings, before a control section of the spring contact elements encounters a guide section of the control guides when further plugging them together. To this end, the guides must be designed in such a way that the plug-in end of the contact elements is initially guided past the guides when plugging them together and then the control section of the spring contact elements only runs onto the guides when further plugging them in.

Weiter hat sich als Vorteil gezeigt, wenn der Steuerabschnitt an den Federkontaktelementen schräg zur Steckrichtung verläuft.It has also proven to be advantageous if the control section on the spring contact elements runs at an angle to the plug-in direction.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Federkontaktelemente im Wesentlichen den folgenden Verlauf in Steckrichtung betrachtet aufweisen: einen zur Steckrichtung etwa parallel verlaufenden gerader Abschnitt, ein sich daran anschließender schräger Steuerabschnitt und ein sich an den Steuerabschnitt anschließender steckseitiger Einführabschnitt, der ebenfalls parallel zur Steckrichtung (S) verläuft und vorzugsweise an dessen steckseitigem Ende einen umgebogenen Kontaktabschnitt mit einer Kontaktzone (K), die quer zur Steckrichtung orientiert ist. So ist es auch als eine mögliche Variante denkbar, U-förmige Kontakte auszubilden, die jeweils zwei im Wesentlichen parallel verlaufende (paarweise angeordnete) Federkontaktelemente ausbilden, von denen jedes Federkontaktelement vorgesehen ist, in eine korrespondierende Steckbuchse an der Kontakteinrichtung des Brennstoffzellenstapels eingesteckt zu werden.In a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that the spring contact elements essentially have the following course when viewed in the plug-in direction: a straight section running approximately parallel to the plug-in direction, an oblique control section adjoining this and an insertion section on the plug-side adjoining the control section, which also runs parallel to the plug-in direction (S) and preferably has a bent contact section at its plug-side end with a contact zone (K) that is oriented transversely to the plug-in direction. It is thus also conceivable as a possible variant to form U-shaped contacts, each of which forms two spring contact elements running essentially parallel (arranged in pairs), each spring contact element of which is intended to be plugged into a corresponding socket on the contact device of the fuel cell stack.

Weiter bevorzugt ist eine alternative Lösung bei der die Federkontaktelemente im Wesentlichen einen geradlinigen Verlauf in Steckrichtung aufweisen und beim Einstecken in die Kontaktbuchsen eine erste Verformung an den Steuerkulissen quer zur Steckrichtung erfahren und eine zweite Verformung entgegengesetzt zur Richtung der ersten Verformung an der Seitenwand der Buchsenkontakte bewirkt wird.Further preferred is an alternative solution in which the spring contact elements essentially have a straight line in the plug-in direction and, when plugged into the contact sockets, a first deformation is caused on the control links transversely to the plug-in direction and a second deformation is caused opposite to the direction of the first deformation on the side wall of the socket contacts.

Als weitere Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Federkontaktelemente an oder nahe an ihrem steckseitigen Ende eine Rastgeometrie aufweisen, welche in eine, in oder an den Kontaktbuchsen ausgebildete Gegenrastgeometrie eingreift. Auf diese Weise kann ein sicheres Halten der Kontaktanordnung bewirkt werden.As a further embodiment, it can be provided that the spring contact elements have a locking geometry at or near their plug-side end, which engages in a counter-locking geometry formed in or on the contact sockets. In this way, the contact arrangement can be held securely.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine solche Kontaktanordnung bestehend aus einem Brennstoffzellenstapel mit Buchsenkontakten und einer wie zuvor beschriebenen Zellkontaktierungseinheit, die ausgebildet ist mit dem Brennstoffzellenstapel elektrisch kontaktierend zusammengesteckt zu werden.A further aspect of the present invention relates to such a contact arrangement consisting of a fuel cell stack with socket contacts and a cell contacting unit as described above, which is designed to be plugged together with the fuel cell stack in an electrically contacting manner.

Ein ebenfalls weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Brennstoffzelle umfassend einen Brennstoffzellenstapel mit einer Steckeinrichtung ausgebildet mit Buchsenkontakten und einer wie zuvor beschriebenen Zellkontaktierungseinheit, die mit dem Brennstoffzellenstapel elektrisch kontaktierend zusammengesteckt oder zusammensteckbar ist.A further aspect of the present invention relates to a fuel cell comprising a fuel cell stack with a plug device formed with socket contacts and a cell contacting unit as described above, which is plugged together or can be plugged together in an electrically contacting manner with the fuel cell stack.

Die vorstehend offenbarten Merkmale sind beliebig kombinierbar, soweit dies technisch möglich ist und diese nicht im Widerspruch zueinanderstehen.The features disclosed above can be combined as desired, as long as this is technically possible and they do not contradict each other.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:

  • 1 eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Zellkontaktierungseinheit, die mit einer Kontakteinrichtung eines Brennstoffzellenstapels verbunden wird und zwar in einer ersten Montageposition;
  • 2 eine schematische Schnittansicht der erfindungsgemäßen Zellkontaktierungseinheit und zwar in einer der ersten Montageposition aus 1 nachfolgenden Steckposition;
  • 3 eine schematische Schnittansicht der erfindungsgemäßen Zellkontaktierungseinheit aus 1 und zwar in einer der zweiten Montageposition aus 2 nachfolgenden vollständig eingesteckten Endposition;
  • 4 eine perspektivische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Zellkontaktierungseinheit, welche eine Vielzahl an Kontakten zeigt;
  • 5 eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Zellkontaktierungseinheit in einer alternativen Ausführungsform, die mit einer Kontakteinrichtung eines Brennstoffzellenstapels verbunden wird und zwar in einer ersten Montageposition;
  • 6 eine schematische Schnittansicht der erfindungsgemäßen Zellkontaktierungseinheit aus 5 und zwar in einer der ersten Montageposition aus 5 nachfolgenden Steckposition;
  • 7 eine schematische Schnittansicht der erfindungsgemäßen Zellkontaktierungseinheit aus 5 und zwar in einer der zweiten Montageposition aus 6 nachfolgenden vollständig eingesteckten Endposition.
Other advantageous developments of the invention are characterized in the subclaims or are described in more detail below together with the description of the preferred embodiment of the invention with reference to the figures. They show:
  • 1 a schematic sectional view of a cell contacting unit according to the invention, which is connected to a contact device of a fuel cell stack in a first assembly position;
  • 2 a schematic sectional view of the cell contacting unit according to the invention in one of the first mounting positions 1 following plug position;
  • 3 a schematic sectional view of the cell contacting unit according to the invention 1 in one of the second mounting positions 2 subsequent fully inserted end position;
  • 4 a perspective sectional view of a cell contacting unit according to the invention, showing a plurality of contacts;
  • 5 a schematic sectional view of a cell contacting unit according to the invention in an alternative embodiment, which is connected to a contact device of a fuel cell stack in a first assembly position;
  • 6 a schematic sectional view of the cell contacting unit according to the invention 5 in one of the first months position from 5 following plug position;
  • 7 a schematic sectional view of the cell contacting unit according to the invention 5 in one of the second mounting positions 6 subsequent fully inserted end position.

Die Figuren sind beispielhaft schematisch. Gleiche Bezugszeichen in den Figuren weisen auf gleiche funktionale und/oder strukturelle Merkmale hin.The figures are schematic examples. Identical reference symbols in the figures indicate identical functional and/or structural features.

In der 4 ist eine perspektivische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Zellkontaktierungseinheit 100 gezeigt. Die Zellkontaktierungseinheit 100 ist ausgebildet zur elektrischen Kontaktierung von in einem Gehäuse 22 eines Brennstoffzellenstapels 20 in mehreren Reihen bzw. Spalten angeordneten elektrischen Kontaktbuchsen 21, wobei die Zellkontaktierungseinheit 100 hierzu an korrespondierenden Positionen die gezeigten Federkontaktelemente 11 aufweist. Die Zellkontaktierungseinheit 100 besitzt ein Gehäuse 15 in dem die Federkontaktelemente 11 gelagert sind. Die Federkontaktelemente 11 erstrecken sich in Steckrichtung S aus der Zellkontaktierungseinheit 100 (in der 4 nach unten) bzw. aus dem Gehäuse 15 weg, wobei am Gehäuse 22 der Gegensteckeinrichtung des Brennstoffzellenstapels 20 in Steckrichtung S betrachtet, Führungsrippen 27 angeordnet sind, um eine Vorzentrierung vor dem eigentlichen Steckvorgang zu gewährleisten.In the 4 a perspective sectional view of a cell contacting unit 100 according to the invention is shown. The cell contacting unit 100 is designed for electrical contacting of electrical contact sockets 21 arranged in a housing 22 of a fuel cell stack 20 in several rows or columns, wherein the cell contacting unit 100 has the spring contact elements 11 shown at corresponding positions for this purpose. The cell contacting unit 100 has a housing 15 in which the spring contact elements 11 are mounted. The spring contact elements 11 extend in the plugging direction S from the cell contacting unit 100 (in the 4 downwards) or away from the housing 15, wherein guide ribs 27 are arranged on the housing 22 of the mating connector device of the fuel cell stack 20, viewed in the plugging direction S, in order to ensure pre-centering before the actual plugging process.

In den 1 bis 3 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung und zwar in Form eines Teilausschnittes einer schematischen Schnittansicht einer Zellkontaktierungseinheit 100 gezeigt, die mit einer Kontakteinrichtung eines Brennstoffzellenstapels 20 verbunden wird und zwar in einer ersten Montageposition vor bzw. beim Beginn des Steckvorgangs.In the 1 to 3 a first embodiment of the invention is shown in the form of a partial section of a schematic sectional view of a cell contacting unit 100, which is connected to a contact device of a fuel cell stack 20, in a first assembly position before or at the start of the plugging process.

Gut zu erkennen ist, dass am Gehäuse 22 der Kontakteinrichtung an der Brennstoffzellenseite in Steckrichtung S, vorgelagert zu den Kontaktbuchsen 21 betrachtet, jeweils Steuerkulissen 30 für die Federkontaktelemente 11 vorgesehen sind. Die Steuerkulissen 30 bewirken beim Einstecken der Federkontaktelemente 11 in die Kontaktbuchsen 21 eine wie in den 2 und 3 gezeigte federelastischen Auslenkung der Federkontaktelemente 11 quer zur Steckrichtung S, sodass die Federkontaktelemente 11 im vollständig eingesteckten Zustand Federkraftbeaufschlagt gegen die Kontaktbuchsen 21 gedrückt werden.It can be clearly seen that control gates 30 for the spring contact elements 11 are provided on the housing 22 of the contact device on the fuel cell side in the plug-in direction S, in front of the contact sockets 21. When the spring contact elements 11 are inserted into the contact sockets 21, the control gates 30 cause a 2 and 3 shown spring-elastic deflection of the spring contact elements 11 transversely to the plug-in direction S, so that the spring contact elements 11 are pressed against the contact sockets 21 by spring force when fully inserted.

Die Steuerkulissen 30 sind als schräge Rampen so an dem Gehäuse 22 vorgesehen, dass sich diese in denjenigen Bauraum vor den Kontaktöffnungen der Kontaktbuchsen 21 hinein erstrecken, durch den die Federkontaktelemente 11 während dem Steckvorgang hindurchgeführt werden. Die Federkontaktelemente 11 werden dann beim Zusammenstecken zunächst zumindest mit ihrem stirnseitigen Ende 11a in die Kontaktöffnungen der Kontaktbuchsen 21 und zwar etwa mittig in die Kontaktöffnungen eingeführt. Danach trifft in der 2 der jeweils schräge Steuerabschnitt 11b der Federkontaktelemente 11 beim weiteren Zusammenstecken auf den schrägen Kulissenabschnitt der Steuerkulissen 30. In der 1 ist dazwischen noch ein Spalt vorhanden.The control gates 30 are provided as inclined ramps on the housing 22 in such a way that they extend into the installation space in front of the contact openings of the contact sockets 21 through which the spring contact elements 11 are guided during the plugging process. When plugging together, the spring contact elements 11 are then initially inserted at least with their front end 11a into the contact openings of the contact sockets 21, namely approximately in the middle of the contact openings. 2 the respective inclined control section 11b of the spring contact elements 11 during further assembly onto the inclined guide section of the control guides 30. In the 1 There is still a gap in between.

Die Steuerkulissen 30 verlaufen in dem gezeigten Ausführungsbeispiel trichterförmig zusammen, so dass sich der Öffnungsdurchmesser in diesem Bereich verringert.In the embodiment shown, the control gates 30 extend together in a funnel shape, so that the opening diameter is reduced in this area.

In dem alternativen Ausführungsbeispiel gemäß den 5 bis 7 ist eine zum ersten Ausführungsbeispiel abweichende Lösung gezeigt, bei der die Figuren ebenfalls die Abfolge des Steckvorgangs bis zum vollständig eingesteckten Zustand darstellen.In the alternative embodiment according to the 5 to 7 a solution different from the first embodiment is shown, in which the figures also show the sequence of the plugging process until the fully inserted state.

Dieses Design ist wie folgt gewählt. Die Federkontaktelemente 11 besitzen im Wesentlichen einen geradlinigen Verlauf in Steckrichtung S und erfahren beim Einstecken in die Kontaktbuchsen 22 eine erste Verformung V1 an den Steuerkulissen 30 quer zur Steckrichtung S und eine zweite Verformung V2 entgegengesetzt zur Richtung der ersten Verformung V1 an der Seitenwand der Buchsenkontakte 21.This design is selected as follows. The spring contact elements 11 essentially have a straight line in the plug-in direction S and, when plugged into the contact sockets 22, experience a first deformation V1 on the control links 30 transverse to the plug-in direction S and a second deformation V2 opposite to the direction of the first deformation V1 on the side wall of the socket contacts 21.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.The invention is not limited in its implementation to the preferred embodiments given above. Rather, a number of variants are conceivable which make use of the solution presented even in fundamentally different embodiments.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • JP 002002313398 A [0003]JP 002002313398 A [0003]

Claims (11)

Zellkontaktierungseinheit (100) zur elektrischen Kontaktierung von in einem Gehäuse (22) eines Brennstoffzellenstapels (20) in einer oder mehreren Reihen und/oder Spalten angeordneten elektrischen Kontaktbuchsen (21), wobei die Zellkontaktierungseinheit (100) an korrespondierenden Positionen Federkontaktelemente (11) aufweist, die sich in Steckrichtung (S) aus der Zellkontaktierungseinheit (100) weg erstrecken, wobei am Gehäuse (22) in Steckrichtung (S), vorgelagert zu den Kontaktbuchsen (21) betrachtet, Steuerkulissen (30) vorgesehen sind, welche beim Einstecken der Federkontaktelemente (11) in die Kontaktbuchsen (21) jeweils eine federelastischen Auslenkung der Federkontaktelemente (11) quer zur Steckrichtung (S) bewirken, sodass die Federkontaktelemente (11) im eingesteckten Zustand Federkraftbeaufschlagt gegen die Kontaktbuchsen (21) gedrückt werden.Cell contacting unit (100) for electrically contacting electrical contact sockets (21) arranged in one or more rows and/or columns in a housing (22) of a fuel cell stack (20), wherein the cell contacting unit (100) has spring contact elements (11) at corresponding positions which extend away from the cell contacting unit (100) in the plug-in direction (S), wherein control gates (30) are provided on the housing (22) in the plug-in direction (S), viewed upstream of the contact sockets (21), which control gates (30) each cause a spring-elastic deflection of the spring contact elements (11) transversely to the plug-in direction (S) when the spring contact elements (11) are plugged into the contact sockets (21), so that the spring contact elements (11) are pressed against the contact sockets (21) under spring force when plugged in. Zellkontaktierungseinheit (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptkomponente der Federkraft, welche die Federkontaktelemente (11) im eingesteckten Zustand gegen eine Seitenwand der Kontaktbuchsen (21) drückt, quer zur Steckrichtung (S) wirkt.Cell contacting unit (100) according to Claim 1 , characterized in that the main component of the spring force which presses the spring contact elements (11) in the inserted state against a side wall of the contact sockets (21) acts transversely to the plugging direction (S). Zellkontaktierungseinheit (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass beim Zusammenstecken der Federkontaktelemente (11) der Zellkontaktierungseinheit mit den Kontaktbuchsen (21) des Brennstoffzellenstapels (20) die Federkontaktelemente (11) während dem Steckvorgang in zunehmendem Maß durch die Steuerkulissen (30) quer zu ihrer Ausgangslage ausgelenkt werden.Cell contacting unit (100) according to Claim 1 or 2 , characterized in that when the spring contact elements (11) of the cell contacting unit are plugged together with the contact sockets (21) of the fuel cell stack (20), the spring contact elements (11) are increasingly deflected by the control gates (30) transversely to their initial position during the plugging process. Zellkontaktierungseinheit (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerkulissen (30) als schräge Rampen so an dem Gehäuse (22) vorgesehen sind, dass sich diese zumindest teilweise in denjenigen Bauraum vor den Kontaktöffnungen der Kontaktbuchsen (21) hinein erstrecken, durch den die Federkontaktelemente (11) während dem Steckvorgang hindurchgeführt werden.Cell contacting unit (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the control gates (30) are provided as inclined ramps on the housing (22) such that they extend at least partially into the installation space in front of the contact openings of the contact sockets (21) through which the spring contact elements (11) are guided during the plugging process. Zellkontaktierungseinheit (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkontaktelemente (11) beim Zusammenstecken zunächst zumindest mit ihrem stirnseitigen Ende (11a) in die Kontaktöffnungen der Kontaktbuchsen (21), vorzugsweise etwa mittig in die Kontaktöffnungen eindringen bevor ein Steuerabschnitt (11 b) der Federkontaktelemente (11) beim weiteren Zusammenstecken auf einen Kulissenabschnitt der Steuerkulissen (30) trifft.Cell contacting unit (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the spring contact elements (11) initially penetrate at least with their front end (11a) into the contact openings of the contact sockets (21), preferably approximately centrally into the contact openings, before a control section (11b) of the spring contact elements (11) encounters a guide section of the control guides (30) during further plugging together. Zellkontaktierungseinheit (100) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerabschnitt (11b) der Federkontaktelemente (11) schräg zur Steckrichtung (S) verläuft.Cell contacting unit (100) according to Claim 5 , characterized in that the control section (11b) of the spring contact elements (11) runs obliquely to the plug-in direction (S). Zellkontaktierungseinheit (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkontaktelemente (11) im Wesentlichen den folgenden Verlauf in Steckrichtung betrachtet aufweisen: einen zur Steckrichtung etwa parallel verlaufenden geraden Abschnitt (11c), einen sich daran anschließenden schrägen Steuerabschnitt (11b) und einen sich an den Steuerabschnitt (11b) anschließenden steckseitigen Einführabschnitt (11a), der ebenfalls parallel zur Steckrichtung (S) verläuft und vorzugsweise an dessen steckseitigem Ende einen umgebogenen Kontaktabschnitt (11k) mit einer Kontaktzone (K), die quer zur Steckrichtung (S) orientiert ist, besitzt.Cell contacting unit (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the spring contact elements (11) essentially have the following course when viewed in the plug-in direction: a straight section (11c) running approximately parallel to the plug-in direction, an oblique control section (11b) adjoining thereto and a plug-side insertion section (11a) adjoining the control section (11b), which also runs parallel to the plug-in direction (S) and preferably has a bent contact section (11k) with a contact zone (K) oriented transversely to the plug-in direction (S) at its plug-side end. Zellkontaktierungseinheit (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkontaktelemente (11) im Wesentlichen einen geradlinigen Verlauf in Steckrichtung (S) aufweisen und beim Einstecken in die Kontaktbuchsen (22) eine erste Verformung (V1) an den Steuerkulissen (30) quer zur Steckrichtung (S) erfahren und eine zweite Verformung (V2) entgegengesetzt zur Richtung der ersten Verformung an der Seitenwand der Buchsenkontakte (22) bewirkt wird.Cell contacting unit (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the spring contact elements (11) have a substantially straight course in the plugging direction (S) and, when plugged into the contact sockets (22), experience a first deformation (V1) on the control links (30) transversely to the plugging direction (S) and a second deformation (V2) opposite to the direction of the first deformation is brought about on the side wall of the socket contacts (22). Zellkontaktierungseinheit (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkontaktelemente (11) an ihrem steckseitigen Ende eine Rastgeometrie aufweisen, welche in eine, in oder an den Kontaktbuchsen (21) ausgebildete Gegenrastgeometrie eingreift.Cell contacting unit (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the spring contact elements (11) have a locking geometry at their plug-side end, which engages in a counter-locking geometry formed in or on the contact sockets (21). Kontaktanordnung bestehend aus einem Brennstoffzellenstapel mit Buchsenkontakten (22) und einer Zellkontaktierungseinheit (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die ausgebildet ist mit dem Brennstoffzellenstapel elektrisch kontaktierend zusammengesteckt zu werden.Contact arrangement consisting of a fuel cell stack with socket contacts (22) and a cell contacting unit (100) according to one of the preceding claims, which is designed to be plugged together with the fuel cell stack in an electrically contacting manner. Brennstoffzelle umfassend einen Brennstoffzellenstapel ausgebildet mit Buchsenkontakten (22) und einer Zellkontaktierungseinheit (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der mit dem Brennstoffzellenstapel elektrisch kontaktierend zusammengesteckt oder zusammensteckbar ist.Fuel cell comprising a fuel cell stack formed with socket contacts (22) and a cell contacting unit (100) according to one of the preceding claims, which is or can be plugged together in an electrically contacting manner with the fuel cell stack.
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