EP3635819A1 - Elektrisches verbindungselement - Google Patents

Elektrisches verbindungselement

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Publication number
EP3635819A1
EP3635819A1 EP18723027.1A EP18723027A EP3635819A1 EP 3635819 A1 EP3635819 A1 EP 3635819A1 EP 18723027 A EP18723027 A EP 18723027A EP 3635819 A1 EP3635819 A1 EP 3635819A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
contact
connection
electrical
electrode
point
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP18723027.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Alexander Heilmann
Alexander Hornung
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Staeubli Electrical Connectors AG
Original Assignee
Staeubli Electrical Connectors AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Staeubli Electrical Connectors AG filed Critical Staeubli Electrical Connectors AG
Publication of EP3635819A1 publication Critical patent/EP3635819A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K37/00—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • B23K37/02—Carriages for supporting the welding or cutting element
    • B23K37/0258—Electric supply or control circuits therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/02—Contact members
    • H01R13/15—Pins, blades or sockets having separate spring member for producing or increasing contact pressure
    • H01R13/187—Pins, blades or sockets having separate spring member for producing or increasing contact pressure with spring member in the socket
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/005—Electrical coupling combined with fluidic coupling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/02—Contact members
    • H01R13/15—Pins, blades or sockets having separate spring member for producing or increasing contact pressure
    • H01R13/18—Pins, blades or sockets having separate spring member for producing or increasing contact pressure with the spring member surrounding the socket
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/40—Securing contact members in or to a base or case; Insulating of contact members
    • H01R13/42—Securing in a demountable manner
    • H01R13/426—Securing by a separate resilient retaining piece supported by base or case, e.g. collar or metal contact-retention clip
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R31/00—Coupling parts supported only by co-operation with counterpart
    • H01R31/06—Intermediate parts for linking two coupling parts, e.g. adapter
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/02—Contact members
    • H01R13/15—Pins, blades or sockets having separate spring member for producing or increasing contact pressure
    • H01R13/17—Pins, blades or sockets having separate spring member for producing or increasing contact pressure with spring member on the pin

Definitions

  • the present invention relates to an electrical connection element
  • the invention has for its object to provide an electrical connection assembly, which the disadvantages of the prior Technology overcomes.
  • it is a preferred object to provide a connection arrangement which is easier to connect to the welding device. This particular and preferably under the proviso that the connection has the best possible electrical contact properties.
  • connection arrangement for mediating an electrical contact between an electrode-side connection point in the region of an electrode and a supply-side connection point of a supply point of a welding device specified.
  • the connection arrangement comprises a current conductor having a first contact section arranged at the end for connection to the electrode-side connection point and a second contact section arranged at the end opposite the first contact section for connection to the supply-side connection point.
  • the first contact section with the electrode-side connection point and the second contact section with the supply-side connection point are designed as a socket-plug connection.
  • connection points and to be connected to the connection points contact sections are designed as a socket-plug connection and can be plugged together along a plug-in axis.
  • connection By forming both ends of the conductor to be connected to the respective connection points, there is the advantage that the connection is easier to produce. In addition, power transmission is improved with respect to terminals or clip-like elements because terminals or clip-like elements have undefined electrical contact. In addition, the connection arrangement can be very easily plug together and disconnect again, which in the case of revision work is beneficial.
  • the electrode-side connection point may be directly at the electrode or at one arm of the welding device to which the electrode has been mounted. "Electrode side" is to be understood in the context of the present application in that the corresponding connection point leads to the electrode.
  • the electrode-side connection point may be close to the electrode, to the welding arm - on which the electrode has been mounted - or to a connecting element to the welding arm.
  • the connection arrangement is preferably designed as a single pole. That is, the pairing comprising the electrode-side connection point, the supply-side connection point and the connection arrangement is unipolar. In a welding device then two connection arrangements are arranged.
  • the socket-plug connection is a cylindrical connection, so that the current conductor is pivotable relative to the connection points. As a result, any breaks in the conductor can be counteracted.
  • the two contact portions are each substantially the same or even identical to each other.
  • the two contact sections can also be different depending on the installation situation.
  • the current conductor is designed as a flexible cable.
  • the flexible cable is preferably used when the conditions during assembly require a little more flexibility.
  • the flexible cable can easily compensate for movement in a weld between the supply side and the electrode side.
  • the flexible cable also allows bridging geometric conditions, which can be dispensed with elaborately made contact pieces. In this respect, a very efficient, in particular cost-effective, production of the conductor can be achieved by the formation of the current conductor as a flexible cable.
  • the current conductor has a cross section of more than 200 mm A 2.
  • the cross section is between 200 and 5000 mm A 2 or between 500 and 800 mm A 2.
  • connection point Preferably, between the respective connection point and the corresponding Contact section arranged at least one electrically conductive contact strip.
  • a defined electrical contact can be provided.
  • a contact strip is understood to mean an electrically conductive contact element which has the shape of a band and comprises a multiplicity of spring-trained contact parts.
  • the contact parts can be provided by the tape itself or are attached as separate elements on the belt.
  • the contact portions of the conductor are formed as plug pins and the connection points of the electrode or supply point are formed as sockets.
  • the contact portions of the conductor are designed as sockets and the connection points of the electrode or supply point as plug pins.
  • the one end of the conductor is designed as a plug pin and the other end of the conductor as a socket, wherein the connection points are also formed accordingly.
  • the connector pins are oriented in the direction of the central axis of the conductor.
  • the pins are inclined at an angle, in particular at right angles or 45 °, oriented to the central axis of the conductor.
  • the conductor can be provided in the region of the kink with a further electrical contact element.
  • the electrical contact element may be, for example, a plug connection.
  • a respective contact unit is arranged between the first contact stripper and the electrode-side connection point and between the second contact section and / or the supply-side connection point electrical contact in the socket-plug connection can be produced.
  • the contact unit has the advantage that the contact between the socket and the plug pin can be further improved.
  • the spatial conditions can be optimally formed for the optimization of the electrical contact.
  • the contact unit comprises an electrically conductive contact body, a first contact band and a second contact band, wherein the first contact band makes electrical contact between the contact portion and the contact body and the second contact band makes electrical contact between the contact body and the connection point.
  • the first contact band makes electrical contact between the contact portion and the contact body
  • the second contact band makes electrical contact between the contact body and the connection point.
  • the contact strips are mounted in recesses on the contact body.
  • a bearing has the advantage that the bushing as well as the plug pins each have a substantially cylindrical surface, each with a constant diameter, which simplifies the production.
  • the respective diameters do not have to be made exactly, so that even larger tolerances can be allowed. These tolerances can then be bridged by the contact strips. This means that larger manufacturing tolerances can be selected.
  • the two contact strips are seen in cross section transversely to the insertion axis, at least partially arranged one above the other. That is, the external contact band is substantially such that it is in the same range as the internal contact band. As a result, the power transmission in the contact band can be optimized.
  • a mechanical locking connection is provided between the conductor and the contact body.
  • the current conductor can be locked to the contact body be so that the connection between the conductor and the contact body can not be unintentionally separated.
  • the locking connection preferably acts on the contact body and on the respective contact portion of the conductor.
  • the locking device can also attack at other locations on the conductor.
  • the mechanical locking connection preferably blocks movement between the current conductor and the contact body in the direction of the plug-in axis and permits a rotational movement about the plug-in axis. As a result, therefore, the current conductor in the contact body can pivotally move about the plug-in axis, at the same time avoiding unplugging the current conductor from the contact body.
  • the locking connection acts on a portion of the conductor or the contact portion having a larger diameter than the contact portions.
  • the locking connection is preferably a bracket, which is movably mounted on the contact body in a receptacle, wherein the mobility is transverse to the plug-in axis, and a circumferential groove on the plug pin, wherein the bracket engages in the groove and movable out of the groove is.
  • the contact body has an inner space delimited by a side wall, wherein the side wall provides a contact area with an annular cross-section, wherein the current conductor protrudes with its contact portion in the interior and the first contact band between the inside and the contact portion in the interior; and wherein on the outside of the second contact strip is and makes electrical contact with the socket.
  • the contact body is in the inserted state substantially completely or at least partially in the interior of the socket, in which case the contact region of the contact body lies completely in the interior of the socket.
  • the contact body on the outside on a pressing surface, with which the Contact body with the respective connection point via a press connection is connectable.
  • This means that the contact body is pressed, for example, in the socket and is held there positively and / or positively.
  • the press bond is then made over the pressing surface and the inside of the bushing. As a result, an electrical conductivity for power transmission is ensured.
  • the wall preferably extends over the entire cross section, so that the bushing is designed as a blind hole and is accessible substantially only via the access opening.
  • a seal is arranged between the bush and the contact body, wherein the seal is arranged in the insertion direction in front of the contact band. This means that the seal is closer to the access opening so that no water or moisture can reach the contact band via the access opening. As a result, corrosion damage can be avoided, which will increase the lifetime overall.
  • the electrode-side connection point and / or the supply-side connection point and / or the first contact section and / or the second contact section are provided with cooling channels, which can be connected to cooling hoses.
  • said cooling channel is provided with a channel entrance and a channel exit, wherein one of the cooling hoses in the region of the channel entrance and another of the cooling hoses in the region of the channel exit is arranged.
  • the cooling channels are integrally formed on the plug pin and / or on the socket, wherein the cooling channels penetrate the plug pins or the socket at a position which is spaced from the electrical contact point between the plug pin and socket.
  • the distance between the electrical contact point between the sticker pin and socket can be axial or radial to the socket.
  • the cooling channel can also be part of a cuff, which surrounds the peripheral part to be cooled.
  • the cuff is an element formed separately from the pin and / or socket.
  • a welding system comprises an electrode with an electrode-side connection point, a supply point with a supply-side connection point and at least one electrical connection arrangement as described above.
  • the welding system is a spot welding system.
  • Fig. 1 is a perspective view of a welding apparatus
  • FIG. 2 is a sectional view of an embodiment of an electrical connection device according to the invention.
  • FIG. 3 shows an exploded perspective view of an embodiment of an electrical connection device according to the invention
  • Fig. 4 is another perspective view of the electrical
  • FIGS. 2 to 4 shows a sectional detail view of the electrical connection device according to FIGS. 2 to 4;
  • Fig. 6 is a further sectional detail view of the electrical
  • FIG. 10 shows the connecting device with additional cooling according to FIG.
  • Fig. 1 1 is a sectional view through a first end of the
  • a welding device S is shown.
  • the welding device S comprises an electrode 3 and a supply point 5.
  • the supply point 5 supplies the electrode 3 with electrical energy.
  • the welding device S according to FIG. 1 is designed as a C-pincer. However, the welding device S can also be designed as X-forceps or otherwise.
  • an electrical connection assembly 1 is arranged between supply point 5 and electrode 3.
  • the electrical connection arrangement 1 provides electrical contact between the supply point 5 and the electrode 3.
  • the electrode 3 is a spot-welding device.
  • the supply point 5 may be a connection of a transformer or a similar supply element.
  • FIGS. 2 to 6 show a first variant of the electrical connection arrangement 1
  • FIG. 7 shows a second variant
  • FIG. 8 shows a third variant.
  • connection arrangement 1 can also be used as Secondary circular welding connection arrangement can be designated.
  • connection arrangement 1 serves to mediate an electrical contact between an electrode-side connection point 2 of the electrode 3 and a supply-side connection point 4 of a supply point 5 of the welding device S.
  • the connection arrangement 1 comprises a current conductor 6 having a first contact section 7 arranged at the end for connection to the electrode-side connection point 2 and a contact section 8 arranged opposite the first contact section 7 for connection to the supply-side connection point 4.
  • Both connection sites 2, 4 and both contact sections 7, 8 are designed as a socket-plug connection 20, 21 and can be plugged together along a plug axis A. That is, the contact portion 7 is formed with the connection point 2 as a female-male connection 20.
  • the connection between the second contact section 8 and the supply-side connection point 4 is likewise designed as a socket-plug connection 21. That is, the respective contact portions 7, 8 can be connected to the respective connection points 2, 4 via a plug connection.
  • connection arrangement 1 is easily replaceable and a defined electrical contact between the supply point 5 and the electrode 3 can be produced.
  • the current conductor 6 is preferably formed as a flexible cable.
  • the cable may have multiple twisted strands.
  • the flexible cable has in each case the corresponding contact section 7, 8 for the electrical connection to the corresponding connection point 2, 4.
  • the contact portion 7, 8 is preferably connected via a crimp connection to the cable.
  • the current conductor 6 preferably has a cross section of more than 200 mm 2 . In particular, the cross section is between 200 and 5000 mm A 2 or between 600 and 800 mm A 2.
  • connection points 2, 4 and the contact portions 7, 8 each have a contact strip 1 1, 12 are arranged.
  • the contact strip 11, 12 is electrically conductive and can also be referred to as a contact blade.
  • the contact portions 7, 8 of the conductor 1 are formed as plug pins 21 and the connection points 2, 4 of the electrode 3 and the supply point 5 are formed as sockets 20.
  • the plug pins 21 are inserted into the sockets 20 along said through axle A.
  • the contact portions 7, 8 of the current conductor 6 can be designed as sockets 20 and the connection points 2, 4 as plug pins 21.
  • one of the contact sections 7, 8 is designed as a plug pin 21 and the other as a socket 20.
  • the plug pins 21 are oriented substantially in the direction of the center axis M of the current conductor 6.
  • a straight current conductor 6 is essentially provided.
  • the plug pins 21 are inclined at an angle, here at right angles to the center axis M of the conductor 6. It is also conceivable that the connector pins 21 are at an angle of for example 45 ° to the central axis M. Other angles between 0 ° and less than 180 ° are also conceivable. Which of the mentioned embodiments is used effectively is essentially determined by the installation situation.
  • the current conductor may be provided in the region of the kink point 28 with a further electrical contact element 29.
  • the electrical contact element 29 may be, for example, a plug connection, wherein the plug connection is arranged on the end side on the current conductor 6 and is electrically connected to the respective contact sections 7, 8.
  • the contact unit 9 essentially has the advantage that a defined electrical contact in the socket-plug connection 20, 21 can be produced. This can be particularly advantageous when retrofitting welding devices when the bushing should be closed. But even with new welding devices, the contact unit 9 is advantageous because a defined and thus plannable or simply dimensionable electrical contact can be made substantially independent of the surface quality of the socket 20. In particular, a plug connection with a defined contact contact resistance can be provided.
  • the female-male connection 20, 21 allows a pivoting between the socket and the plug, which is advantageous in the movement of the welding device.
  • the contact unit 9 comprises an electrically conductive contact body 10, a first contact band 11 and a second contact band 12.
  • the first contact band 1 1 provides electrical contact between the contact portions 7, 8 and the contact body 10.
  • the second contact strip 12 establishes an electrical contact between the contact body 10 and the connection point 2, 4.
  • FIG. 6 shows the configuration in the inserted state. From the figure 6 can be well recognized that the electrical path between the socket 20 and the pin 21 from the outside via the second contact strip 12, then on the contact body 10 and finally on the first contact strip 11 leads. The electrical path is indicated by the arrow E in FIG.
  • the contact body 10 has a contact region 14 with an annular cross section and an inner space 16 bounded by a side wall 15. Essentially the electric current will flow over the contact region 14.
  • the current conductor 6 protrudes with its contact portion 7, 8 in the interior 16 and the first contact band 1 1 is located between the inside 17 of the interior 16 and the contact portion 7, 8 in the interior 16.
  • the second contact band 12 On the outside 18 of the side wall 15 is the second contact band 12 and establishes the electrical contact between the contact region 14 and the socket 20.
  • the contact body 10 protrudes into the socket 20 and is substantially completely received by the socket 20.
  • the contact body 10 in the embodiment shown on a pressing surface 19, with which the contact body 10 is connectable to the respective connection point 2 via a press connection.
  • the pressing surface 19 is provided by the outer side 18.
  • the press connection is preferably made by a pressing force of 2000-2500 Newton.
  • the two contact bands 1 1, 12 are mounted in the form shown in grooves 24.
  • the recesses 24 extend into the contact region 14.
  • the recesses 24 extend from the inside 17 and from the outside 18 into the side wall 15.
  • the interior 16 of the contact body 10 faces an access opening 20, through which the respective contact section 7, 8 of the current conductor 6 protrudes into the interior 16, a wall 22 on.
  • the wall 22 closes the interior 16 to the rear. Consequently, the interior 16 is accessible exclusively via the access opening 20.
  • the wall 22 may be integrally formed on the contact body 10.
  • the wall could be formed by a screw cap which can be inserted into the interior 16 from one end side.
  • a seal 23 is also arranged between the sleeve 20 and the contact body 10.
  • the seal 23 is seen in the insertion direction arranged in front of the contact strip 12, whereby the entire interior space 16, in particular the contact strip 12, is protected from the entry of moisture into the socket.
  • Another seal 27 is arranged in the region of the respective contact section 7, 8. The seal 27 seals the gap between the inner side 17 and the respective contact section 7, 8.
  • a mechanical locking connection 13 is provided between the current conductor 6 or the respective contact sections 7, 8 and the contact body 10.
  • the mechanical locking connection 13 is designed such that a movement between the current conductor 6 and the contact body 10 is blocked in the direction of the plug-in axis A, and that, however, a rotational movement about the insertion axis A is allowed around.
  • the locking connection 13 is on a portion of the contact portion 7, 8 and communicates with the contact body 10 in connection. It is in the embodiment shown to a locking bracket 25 which engages in a circumferential groove 26 on the respective contact portion 7, 8.
  • FIGS. 9 to 12 show a further embodiment of the electrical connection arrangement 1.
  • the connection assembly 1 comprises a cooling system.
  • the electrode-side connection point 2, the supply-side connection point 3, the first Contact section 7 and the second contact section 8 is provided with cooling channels 30. Through these cooling channels 30, a coolant is circulated, so that the respective parts can be cooled.
  • the cooling channels are here with cooling hoses 31 in connection, via which the coolant to the respective parts can be supplied or again weg1700bar.
  • the cooling hoses 31 are preferably connected to a coolant pump, not shown, which circulates the coolant in the cooling channels 30.
  • the cooling channels can be provided for example by corresponding holes in the respective elements.
  • Each of the cooling channels 30 has a channel inlet 32 and a channel outlet 33.
  • the channel inlet 32 and the channel outlet 33 is in communication with the cooling hose 31.
  • fittings 34 are screwed into the channel inlet 32 and the channel outlet 33.
  • the fittings 34 are then connected via corresponding fittings 35 which are arranged on the end side of the cooling hose.
  • cooling channels 30 penetrate the plug pins 21 and the socket 20 at a position which is spaced from the electrical contact point between the plug pin 21 and socket 20. Under spaced is understood a radial or an axial distance.
  • the electrical contact point is in the embodiment shown where the contact unit 9 is located.
  • cooling channels 30 are located between the contact unit 8 and the connection point between the plug pin 21 and the current conductor 6.
  • the cooling channels 30 are, for example, located radially on the outside of the contact unit 8 or on the face side of the contact unit 8.
  • the outer side arrangement is shown in FIG. 11 and the frontal arrangement in FIG. That is, the cooling channels are preferably between the contact unit 9 and the contact point between the current conductor. 6
  • the cooling channels may be part of a sleeve 36, which surrounds the socket or the pin circumferentially.
  • the sleeve 36 is shown here by way of example on the sleeve 20.
  • Electrode 32 channel input

Landscapes

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Abstract

Eine elektrische Verbindungsanordnung (1), insbesondere eine Sekundärkreisschweissverbindungsanordnung, dient der Vermittlung eines elektrischen Kontaktes zwischen einer elektrodenseitigen Anschlussstelle (2) einer Elektrode (3) und einer versorgungsseitigen Anschlussstelle (4) einer Versorgungsstelle (5) einer Schweissvorrichtung (S). Die Verbindungsanordnung (1) umfasst einen Stromleiter (6) mit einem ersten endseitig angeordneten Kontaktabschnitt (7) zur Verbindung mit der elektrodenseitigen Anschlussstelle (2) und einem gegenüber des ersten Kontaktabschnittes (7) endseitig angeordneten zweiten Kontaktabschnitt (8) zur Verbindung mitder versorgungsseitigen Anschlussstelle (4). Der erste Kontaktabschnitt (7) mit der elektrodenseitigen Anschlussstelle (2) und der zweite Kontaktabschnitt (8) sind mit der versorgungsseitigen Anschlussstelle (4) als Buchsen-Stecker-Verbindung (20, 21) ausgebildet sind und entlang einer Steckachse (A) zusammensteckbar.

Description

TITEL
ELEKTRISCHES VERBINDUNGSELEMENT
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisches Verbindungselement
Übertragung von hohen Strömen, insbesondere für den Einsatz
Schweissvorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
STAND DER TECHNIK
Aus dem Stand der Technik sind Sekundärkreisschweissverbindungsanordnungen im Zusammenhang mit Schweissanlagen bekannt geworden. Typischerweise werden solche Sekundärkreisschweissverbindungsanordnung, die auch als Stromshut bezeichnet werden, mit Schraubklemmen oder Schrauben elektrisch leitend mit der Schweissvorrichtung verbunden. Schraubklemmen bzw. Schrauben weisen aber diverse Nachteile auf. Einerseits ist das Austauschen der Sekundärkreisschweissverbindung sehr aufwändig. Andererseits sind sie nicht wartungsfrei und es tritt Verschleiss beim Austauschen der Sekundärkreisschweissverbindung auf. Weiterhin kann die Montage durch Schraubklemmen oder Schrauben dazu fuhren, dass die Sekundärkreisverbindung nicht optimal ausgerichtet ist und deshalb eine erhöhte mechanische Belastung am Bauteil auftritt, wodurch ein Produktausfall beschleunigt wird. Die Sekundärkreisschweissverbindungsanordnungen werden oftmals mittels metallisch leitfahigen Kontaktstücken verbunden, um die jeweils vorherrschenden geometrischen Gegebenheiten zu überbrücken. Diese sind einerseits in der Herstellung sehr kostenintensiv. Andererseits fuhren sie zu einem erhöhten Gewicht, welches sich negativ auf die Effizienz der Gesamtanordnung der Schweisseinheit auswirkt.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung eine Aufgabe zugrunde, eine elektrische Verbindungsanordnung anzugeben, welche die Nachteile des Standes der Technik überwindet. Insbesondere ist es eine bevorzugte Aufgabe, eine Verbindungsanordnung anzugeben, welche einfacher mit der Schweissvorrichtung verbindbar ist. Dies insbesondere und vorzugsweise unter der Massgabe, dass die Verbindung möglichst gute elektrische Kontakteigenschaften aufweist.
Diese Aufgabe löst der Gegenstand von Anspruch 1. Anspruchsgemäss wird eine elektrische Verbindungsanordnung, insbesondere eine
Sekundärkreisschweissverbindungsanordnung, zur Vermittlung eines elektrischen Kontaktes zwischen einer elektrodenseitigen Anschlussstelle im Bereich einer Elektrode und einer versorgungsseitigen Anschlussstelle einer Versorgungsstelle einer Schweissvorrichtung angegeben. Die Verbindungsanordnung umfasst einen Stromleiter mit einem ersten endseitig angeordneten Kontaktabschnitt zur Verbindung mit der elektrodenseitigen Anschlussstelle und einem gegenüber des ersten Kontaktabschnittes endseitig angeordneten zweiten Kontaktabschnitt zur Verbindung mit der versorgungsseitigen Anschlussstelle. Erfmdungsgemäss sind der erste Kontaktabschnitt mit der elektrodenseitigen Anschlussstelle und der zweite Kontaktabschnitt mit der versorgungsseitigen Anschlussstelle als Buchsen-Stecker-Verbindung ausgebildet.
Das heisst, dass in der erfmdungsgemässen Verbindungsanordnung jeweils beide Anschlussstellen und die mit den Anschlussstellen zu verbindende Kontaktabschnitte als Buchsen-Stecker- Verbindung ausgebildet sind und entlang einer Steckachse zusammensteckbar sind.
Durch die Ausbildung von beiden zu verbindenden Enden des Stromleiters mit den jeweiligen Anschlussstellen ergeht der Vorteil, dass die Verbindung einfacher herzustellen ist. Darüber hinaus ist die Stromübertragung bezüglich Klemmen oder klemmenähnlichen Elemente verbessert, weil Klemmen oder klemmenähnlichen Elemente einen Undefinierten elektrischen Kontakt aufweisen. Zudem lässt sich die Verbindungsanordnung sehr einfach zusammenstecken und wieder trennen, was im Falle von Revisionsarbeiten von Vorteil ist.
Die elektrodenseitige Anschlussstelle kann direkt an der Elektrode sein oder an einem Arm der Schweisseinrichtung, an welchem die Elektrode montiert wurde. „Elektrodenseitig" ist im Zusammenhang mit der vorliegenden Anmeldung dahingehend zu verstehen, dass die entsprechende Anschlussstelle zur Elektrode führt. Die elektrodenseitige Anschlussstelle kann nahe an der Elektrode sein, am Schweißarm - an welchem die Elektrode montiert wurde - oder an einem Verbindungselement zum Schweißarm. Die Verbindungsanordnung ist vorzugsweise einpolig ausgebildet. Das heisst, die Paarung umfassend die elektrodenseitige Anschlussstelle, die versorgungsseitige Anschlussstelle und die Verbindungsanordnung ist einpolig. In einer Schweissvorrichtung sind dann zwei Verbindungsanordnungen angeordnet. Vorzugsweise handelt es sich bei der Buchsen-Stecker- Verbindung um eine zylindrische Verbindung, so dass der Stromleiter relativ zu den Anschlussstellen verschwenkbar ist. Hierdurch kann allfälligen Brüchen des Stromleiters entgegengewirkt werden.
Vorzugsweise sind die beiden Kontaktabschnitte jeweils im Wesentlichen gleich oder gar identisch zueinander ausgebildet. Gleiches gilt für die beiden Anschlussstellen. Hierdurch ergeht der Vorteil, dass die Stromübertragung von der Versorgungsstelle zum Stromleiter und vom Stromleiter zur Elektrode jeweils die gleiche Charakteristik aufweist. Die beiden Kontaktabschnitte können je nach Einbausituation aber auch unterschiedlich sein. Vorzugsweise ist der Stromleiter als flexibles Kabel ausgebildet. Das flexible Kabel kommt vorzugsweise dann zum Einsatz, wenn die Gegebenheiten bei der Montage etwas mehr Flexibilität erfordern. Zudem kann das flexible Kabel eine Bewegung bei einer Schweissung zwischen der Versorgungsseite und der Elektrodenseite sehr einfach ausgleichen. Das flexible Kabel ermöglicht weiterhin eine Überbrückung geometrischer Gegebenheiten, wodurch auf aufwendig gefertigte Kontaktstücke verzichtet werden kann. Insofern kann durch die Ausbildung des Stromleiters als flexibles Kabel eine sehr effiziente, insbesondere kostengünstige, Herstellung des Leiters erreicht werden.
Vorzugweise weist der Stromleiter einen Querschnitt von mehr als 200 mmA2 auf. Insbesondere ist der Querschnitt zwischen 200 und 5000 mmA2 oder zwischen 500 und 800 mmA2.
Vorzugsweise ist zwischen der jeweiligen Anschlussstelle und dem entsprechenden Kontaktabschnitt mindestens ein elektrisch leitendes Kontaktband angeordnet. Mit dem Kontaktband kann ein definierter elektrischer Kontakt bereitgestellt werden.
Unter einem Kontaktband wird im vorliegenden Fall eine elektrisch leitendes Kontaktelement verstanden, dass die Form eines Bandes aufweist und eine Vielzahl von gefedert ausgebildeten Kontaktteilen umfasst. Die Kontaktteile können dabei durch das Band selbst bereitgestellt werden oder sind als separate Elemente am Band befestigt.
Vorzugsweise sind in einer ersten Variante die Kontaktabschnitte des Stromleiters als Steckerstifte ausgebildet und die Anschlussstellen der Elektrode bzw. Versorgungsstelle sind als Buchsen ausgebildet.
In einer zweiten Variante sind die Kontaktabschnitte des Stromleiters als Buchsen und die Anschlussstellen der Elektrode bzw. Versorgungsstelle als Steckerstifte ausgebildet.
Die beiden genannten Varianten haben den Vorteil, dass beim Zusammenstecken keine Fehler passieren können.
In einer dritten Variante ist das eine Ende des Stromleiters als Steckerstift und das andere Ende des Stromleiters als Buchse ausgebildet, wobei die Anschlussstellen ebenfalls entsprechend ausgebildet sind.
Vorzugsweise sind die Steckerstifte in Richtung der Mittelachse des Stromleiters orientiert. Alternativerweise sind die Steckerstifte winklig geneigt, insbesondere rechtwinklig oder 45°, zur Mittelachse des Stromleiters orientiert.
Bei der winklig geneigten Ausführung kann der Stromleiter im Bereich der Knickstelle mit einem weiteren elektrischen Kontaktelement versehen sein. Das elektrische Kontaktelement kann beispielsweise eine Steckverbindung sein.
Vorzugsweise ist zwischen dem ersten Kontaktabsclmitt und der elektrodenseitigen Anschlussstelle und zwischen dem zweiten Kontaktabschnitt und/oder der versorgungsseitigen Anschlussstelle je eine Kontakteinheit angeordnet, mit welcher ein elektrischer Kontakt in der Buchsen-Stecker- Verbindung herstellbar ist.
Die Kontakteinheit hat den Vorteil, dass der Kontakt zwischen Buchse und Steckerstift weiter verbessert werden kann. Insbesondere ergeht der Vorteil, dass die Raumverhältnisse optimal für die Optimierung des elektrischen Kontaktes ausgebildet werden kann.
Vorzugsweise umfasst die Kontakteinheit einen elektrisch leitend ausgebildeten Kontaktkörper, ein erstes Kontaktband und ein zweites Kontaktband, wobei das erste Kontaktband einen elektrischen Kontakt zwischen dem Kontaktabschnitt und dem Kontaktkörper und das zweite Kontaktband einen elektrischen Kontakt zwischen dem Kontaktkörper und der Anschlussstelle herstellt. Das heisst, dass die elektrische Kontaktierung zwischen Anschlussstelle und Kontaktabschnitt über das erste Kontaktband, den Kontaktkörper und das zweite Kontaktband erfolgt. Bezüglich einer vorteilhaften Ausbildung eines Kontaktbandes wird auf obige Erläuterung verwiesen.
Vorzugsweise sind die Kontaktbänder in Einstichen am Kontaktkörper gelagert. Eine derartige Lagerung hat den Vorteil, dass die Buchse wie auch die Steckerstifte jeweils eine im Wesentlichen zylindrische Oberfläche mit jeweils konstantem Durchmesser aufweisen, was die Herstellung vereinfacht. Zudem müssen die jeweiligen Durchmesser nicht ganz genau gefertigt werden, so dass auch grössere Toleranzen zugelassen werden können. Diese Toleranzen können dann durch die Kontaktbänder überbrückt werden. Das heisst, es können grössere Fertigungstoleranzen gewählt werden.
Vorzugsweise sind die beiden Kontaktbänder im Querschnitt quer zur Steckachse gesehen mindestens teilweise übereinander angeordnet sind. Das heisst, das aussenliegende Kontaktband liegt im Wesentlichen derart, dass es im gleichen Bereich liegt, wie das innenliegende Kontaktband. Hierdurch kann die Stromübertragung im Kontaktband optimiert werden.
Vorzugsweise ist zwischen dem Stromleiter und dem Kontaktkörper eine mechanische Arretierverbindung vorgesehen. Das der Stromleiter kann zum Kontaktkörper arretiert werden, so dass die Verbindung zwischen dem Stromleiter und dem Kontaktkörper nicht unabsichtlich getrennt werden kann.
Die Arretierverbindung wirkt vorzugsweise auf den Kontaktkörper und auf den jeweiligen Kontaktabschnitt des Stromleiters. Die Arretiervorrichtung kann aber auch an anderen Orten am Stromleiter angreifen.
Vorzugsweise blockiert die mechanische Arretierverbindung eine Bewegung zwischen Stromleiter und Kontaktkörper in Richtung der Steckachse und erlaubt eine Rotationsbewegung um die Steckachse. Hierdurch kann sich also der Stromleiter im Kontaktkörper um die Steckachse verschwenkbar bewegen, wobei gleichzeitig ein Ausstecken des Stromleiters aus dem Kontaktkörper vermieden wird.
Vorzugsweise wirkt die Arretierverbindung auf einen Abschnitt des Stromleiters bzw. des Kontaktabschnittes der einen grösseren Durchmesser als die Kontaktabschnitte aufweist.
Bei der Arretierverbindung handelt es sich vorzugsweise um einen Bügel, der am Kontaktkörper bewegbar in einer Aufnahme gelagert ist, wobei die Bewegbarkeit quer zur Steckachse ist, und um einen umlaufende Nut am Steckerstift, wobei der Bügel in die Nut eingreift und aus der Nut heraus bewegbar ist.
Vorzugsweise weist der Kontaktkörper einen durch eine Seitenwand begrenzten Innenraum auf, wobei die Seitenwand einen Kontaktbereich mit ringförmigem Querschnitt bereitstellt, wobei der Stromleiter mit seinem Kontaktabschnitt in den Innenraum einragt und das erste Kontaktband zwischen der Innenseite und dem Kontaktabschnitt im Innenraum liegt; und wobei auf der Aussenseite das zweite Kontaktband liegt und einen elektrischen Kontakt mit der Buchse herstellt.
Vorzugsweise liegt der Kontaktkörper im gesteckten Zustand im Wesentlichen vollständig oder mindestens teilweise im Innenraum der Buchse, wobei in diesem Fall der Kontaktbereich des Kontaktkörpers vollständig im Innenraum der Buchse liegt.
Vorzugsweise weist der Kontaktkörper aussenseitig eine Pressfläche auf, mit welcher der Kontaktkörper mit der jeweiligen Anschlussstelle über eine Pressverbindung verbindbar ist. Das heisst, dass der Kontaktkörper beispielsweise in die Buchse eingepresst wird und dort kraftschlüssig und/oder formschlüssig gehalten wird. Der Pressverbund wird dann über die Pressfläche und die Innenseite der Buchse hergestellt. Hierdurch wird eine elektrische Leitfähigkeit zur Stromübertragung sichergestellt.
Vorzugsweise weist der Innenraum gegenüber einer Zugangsöffnung, durch welche der Stromleiter mit dem Kontaktabschnitt in den Innenraum einragt, eine Wandung auf, welche den Innenraum nach hinten hin abschliesst. Die Wandung erstreckt sich bevorzugt über den gesamten Querschnitt, so dass die Buchse als Sackloch ausgebildet ist und im Wesentlichen nur über die Zugangsöffnung zugänglich ist.
Vorzugsweise ist zwischen der Buchse und dem Kontaktkörper eine Dichtung angeordnet, wobei die Dichtung in Steckrichtung gesehen vor dem Kontaktband angeordnet ist. Das heisst die Dichtung liegt näher bei der Zugangsöffnung so dass kein Wasser oder Feuchtigkeit über die Zugangsöffnung zum Kontaktband gelangen kann. Hierdurch können Korrosionsschäden vermieden werden, was die Lebensdauer insgesamt erhöhen wird.
In einer weitergehenden Ausführung sind die elektrodenseitige Anschlussstelle und/oder die versorgungsseitige Anschlussstelle und/oder der erste Kontaktabschnitt und/oder der zweite Kontaktabschnitt mit Kühlkanälen versehen, welche mit Kühlschläuchen verbindbar sind. Hierdurch kann im Bereich der elektrischen Kontaktierung eine effiziente Kühlung bereitgestellt werden. Vorzugsweise ist der besagte Kühlkanal mit einem Kanaleingang und einem Kanalausgang versehen, wobei einer der Kühlschläuche im Bereich des Kanaleingangs und ein anderer der Kühlschläuche im Bereich des Kanalausgangs angeordnet ist.
Vorzugsweise sind die Kühlkanäle integral am Steckerstift und/oder an der Buchse angeformt, wobei die Kühlkanäle den Steckerstifte bzw. die Buchse an einer Stelle durchdringen, welche beabstandet von der elektrischen Kontaktstelle zwischen Steckerstift und Buchse liegt. Der Abstand zwischen der elektrischen Kontaktstelle zwischen Stickerstift und Buchse kann axial oder radial zur Buchse sein. Der Kühlkanal kann aber auch Teil einer Manschette sein, welche die zu kühlende Stelle umfangsseitig umgibt. Bei der Manschette handelt es sich um ein separat vom Steckerstift und/oder Buchse ausgebildetes Element.
Eine Schweissanlage umfasst eine Elektrode mit einer elektrodenseitigen Anschlussstelle, eine Versorgungsstelle mit einer versorgungsseitigen Anschlussstelle sowie mindestens eine elektrische Verbindungsanordnung nach obiger Beschreibung. Vorzugsweise ist die Schweissanlage eine Punktschweissanlage.
Weitere Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben, die lediglich zur Erläuterung dienen und nicht einschränkend auszulegen sind. In den Zeichnungen zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Schweissvorrichtung;
Fig. 2 eine Schnittdarstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemässen elektrischen Verbindungsvorrichtung;
Fig. 3 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemässen elektrischen Verbindungsvorrichtung;
Fig. 4 eine weitere perspektivische Ansicht der elektrischen
Verbindungsvorrichtung nach Figur 2 bis 3;
Fig. 5 eine geschnittene Detailansicht der elektrischen Verbindungsvorrichtung nach den Figuren 2 bis 4;
Fig. 6 eine weitere geschnittene Detailansicht der elektrischen
Verbindungsvorrichtung nach Figuren 2 bis 5;
Fig. 7 eine weitere Variante der elektrischen Verbindungsvorrichtung;
Fig. 8 eine weitere Variante der elektrischen Verbindungsvorrichtung;
Fig. 9 eine perspektivische Explosionsdarstellung der erfindungsgemässen zusätzlicher Kühlung
Fig. 10 die Verbindungsvorrichtung mit zusätzlicher Kühlung nach Fig
verbundenem Zustand;
Fig. 1 1 eine Schnittdarstellung durch einen ersten Endbereich der
Verbindungsvorrichtung mit zusätzlicher Kühlung; und
Fig. 12 eine Schnittdarstellung durch einen zweiten Endbereich der
Verbindungsvorrichtung mit zusätzlicher Kühlung.
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
In der Figur 1 wird eine Schweisseinrichtung S gezeigt. Die Schweisseinrichtung S umfasst eine Elektrode 3 und eine Versorgungsstelle 5. Die Versorgungsstelle 5 versorgt die Elektrode 3 mit elektrischer Energie. Die Schweisseinrichtung S nach der Figur 1 ist als C-Zange ausgebildet. Die Schweisseinrichtung S kann aber auch als X-Zange oder anderweitig ausgebildet sein.
Zwischen Versorgungsstelle 5 und Elektrode 3 ist eine elektrische Verbindungsanordnung 1 gemäss einer Aus ührungsform der vorliegenden Erfindung angeordnet. Die elektrische Verbindungsanordnung 1 stellt einen elektrischen Kontakt zwischen der Versorgungsstelle 5 und der Elektrode 3 bereit.
In der gezeigten Ausfuhrungsform ist die Elektrode 3 eine Punktschweisseinrichtung. Es können aber auch andere Schweisseinrichtungen eingesetzt werden. Die Versorgungsstelle 5 kann ein Anschluss eines Transformators oder eines ähnlichen Versorgungselementes sein.
In der Folge wird nun anhand der Figuren 2 bis 8 die elektrische Verbindungsanordnung 1 detailliert erläutert. Die Figuren 2 bis 6 zeigen dabei eine erste Variante der elektrischen Verbindungsanordnung 1, in der Figur 7 wird eine zweite Variante und in der Figur 8 eine dritte Variante gezeigt.
Die elektrische Verbindungsanordnung 1 kann auch als Sekundärkreisschweissverbindungsanordnung bezeichnet werden. Der Einfachheit halber wird in der Folge die elektrische Verbindungsanordnung 1 als Verbindungsanordnung 1 bezeichnet. Die Verbindungsanordnung 1 dient der Vermittlung eines elektrischen Kontaktes zwischen einer elektrodenseitigen Anschlussstelle 2 der Elektrode 3 und einer versorgungsseitigen Anschlussstelle 4 einer Versorgungsstelle 5 der Schweissvorrichtung S.
Die Verbindungsanordnung 1 umfasst einem Stromleiter 6 mit einem ersten endseitig angeordneten Kontaktabschnitt 7 zur Verbindung mit der elektrodenseitigen Anschlussstelle 2 und einem gegenüber des ersten Kontaktabschnittes 7 einen zweiten endseitig angeordneten Kontaktabschnitte 8 zur Verbindung mit der versorgungsseitigen Anschlussstelle 4. Beide Anschlussstellen 2, 4 und beide Kontaktabschnitte 7, 8 sind dabei als Buchsen-Stecker- Verbindung 20, 21 ausgebildet und sind entlang einer Steckachse A zusammensteckbar. Das heisst, der Kontaktabschnitt 7 ist mit der Anschlussstelle 2 als Buchsen-Stecker- Verbindung 20 ausgebildet. Weiter ist die Verbindung zwischen dem zweiten Kontaktabschnitt 8 und der versorgungsseitigen Anschlussstelle 4 ebenfalls als Buchsen-Stecker- Verbindung 21 ausgebildet. Das heisst, die jeweiligen Kontaktabschnitte 7, 8 lassen sich mit den jeweiligen Anschlussstellen 2, 4 über eine Steckverbindung miteinander verbinden.
Diese Anordnung hat den Vorteil, dass die Verbindungsanordnung 1 einfach austauschbar ist und ein definierter elektrischer Kontakt zwischen der Versorgungsstelle 5 und der Elektrode 3 hergestellt werden kann. Der Stromleiter 6 ist vorzugsweise als flexibles Kabel ausgebildet. Das Kabel kann mehrere verdrillte Litzen aufweisen. Endseitig weist das flexible Kabel jeweils den entsprechenden Kontaktabschnitt 7, 8 für die elektrische Verbindung mit der entsprechenden Anschlussstelle 2, 4 auf. Der Kontaktabschnitt 7, 8 wird vorzugsweise über eine Crimp-Verbindung mit dem Kabel verbunden. Der Stromleiter 6 weist vorzugsweise einen Querschnitt von mehr als 200 mm2 auf. Insbesondere ist der Querschnitt zwischen 200 und 5000 mmA2 oder zwischen 600 und 800 mmA2.
Bezüglich der Montage ist es vorteilhaft, zuerst das Kabel leicht zu biegen und anschliessend die Kontaktabschnitte 7, 8 zu montieren.
Vorzugsweise ist zwischen den Anschlussstellen 2, 4 und den Kontaktabschnitten 7, 8 jeweils ein Kontaktband 1 1, 12 angeordnet. Mit dem Kontaktband 11, 12 kann ein elektrischer Kontakt zwischen der Anschlussstelle 2, 4 und dem entsprechenden Kontaktabschnitt 7, 8 hergestellt werden. Das Kontaktband 11 , 12 ist elektrisch leitend ausgebildet und kann auch als Kontaktlamelle bezeichnet werden. .
In der gezeigten Ausführungsform sind die Kontaktabschnitte 7, 8 des Stromleiters 1 als Steckerstifte 21 ausgebildet und die Anschlussstellen 2, 4 der Elektrode 3 beziehungsweise der Versorgungsstelle 5 sind als Buchsen 20 ausgebildet. Dabei werden die Steckerstifte 21 in die Buchsen 20 entlang der besagten Steckachse A eingesteckt. Eine andere Konfiguration ist ebenfalls denkbar. Beispielsweise können auch die Kontaktabschnitte 7, 8 des Stromleiters 6 als Buchsen 20 und die Anschlussstellen 2, 4 als Steckerstifte 21 ausgebildet sein. Zudem wäre es auch denkbar, dass einer der Kontaktabschnitte 7, 8 als Steckerstift 21 und der andere als Buchse 20 ausgebildet ist.
In der Variante gemäss den Figuren 2 bis 6 sind die Steckerstifte 21 im Wesentlichen in Richtung der Mittelachse M des Stromleiters 6 orientiert. Es wird also im Wesentlichen ein gerader Stromleiter 6 bereitgestellt. In den in den Figuren 7 und 8 gezeigten Ausfülirungsformen stehen die Steckerstifte 21 winklig geneigt, hier rechtwinklig, zur Mittelachse M des Stromleiters 6. Es ist auch denkbar, dass die Steckerstifte 21 in einem Winkel von beispielsweise 45° zur Mittelachse M stehen. Andere Winkel zwischen 0° und kleiner 180° sind ebenfalls denkbar. Welche der genannten Ausführungsformen effektiv eingesetzt wird, wird im Wesentlichen durch die Einbausituation bestimmt.
Bei der winklig geneigten Ausführung kann der Stromleiter im Bereich der Knickstelle 28 mit einem weiteren elektrischen Kontaktelement 29 versehen sein. Das elektrische Kontaktelement 29 kann beispielsweise eine Steckverbindung sein, wobei die Steckverbindung endseitig am Stromleiter 6 angeordnet ist und mit den jeweiligen Kontaktabschnitten 7, 8 elektrisch verbunden ist.
In den gezeigten Ausführungsformen von den Figuren 1 bis 8 ist zwischen dem ersten Kontaktabschnitt 7 und der elektrodenseitigen Anschlussstelle 2 sowie zwischen dem zweiten Kontaktabschnitt 8 und der versorgungsseitigen Anschlussstelle 4 je eine Kontakteinheit 9 angeordnet. Mit der Kontakteinheit 9 ist der elektrische Kontakt in der Buchse-Stecker- Verbindung 20, 21 herstellbar. Über die Kontakteinheit 9 wird der elektrische Kontakt zwischen dem ersten Kontaktabschnitt 7 und der elektrodenseitigen Anschlussstelle 2 sowie zwischen dem zweiten Kontaktabschnitt 8 und der versorgungsseitigen Anschlussstelle 4 hergestellt.
Die Kontakteinheit 9 hat im wesentlichen den Vorteil, dass ein definierter elektrischer Kontakt in der Buchsen-Stecker- Verbindung 20, 21 hergestellt werden kann. Dies kann insbesondere beim Nachrüsten von Schweisseinrichtungen, wenn die Buchse verschliessen sein sollte, von Vorteil sein. Aber auch bei neuen Schweisseinrichtungen ist die Kontakteinheit 9 von Vorteil, weil ein definierter und somit planbarer bzw. einfach dimensionierbarer elektrischer Kontakt im Wesentlichen unabhängig von der Oberflächengüte der Buchse 20 hergestellt werden kann. Es kann insbesondere eine Steckverbindung mit einem definierten Kontaktübergangswiderstand bereitgestellt werden.
Darüber hinaus kann die Kontakteinheit 9, also das Kabel 6 mit den beiden Kontaktabschnitte 7, 8, bei Erreichen ihrer Lebensdauer ausgetauscht werden, ohne dass an der versorgungsseitigen Anschlussstelle 4 grössere Umbauten zu tätigen wären.
Darüber hinaus lässt die Buchsen-Stecker- Verbindung 20, 21 eine Verschwenkung zwischen der Buchse und dem Stecker zu, was bei der Bewegung der Schweisseinrichtung von Vorteil ist.
Die Kontakteinheit 9 umfasst in der gezeigten Ausführungsform einen elektrisch leitend ausgebildeten Kontaktkörper 10, ein erstes Kontaktband 11 und ein zweites Kontaktband 12. Das erste Kontaktband 1 1 stellt einen elektrischen Kontakt zwischen den Kontaktabschnitten 7, 8 und dem Kontaktkörper 10 bereit. Das zweite Kontaktband 12 stellt einen elektrischen Kontakt zwischen dem Kontaktkörper 10 und der Anschlussstelle 2, 4 her. In den Figuren 2 bis 5 wird die Konfiguration im nicht gesteckten Zustand gezeigt und in der Figur 6 wird die Konfiguration im gesteckten Zustand gezeigt. Von der Figur 6 kann gut erkannt werden, dass der elektrische Pfad zwischen der Buchse 20 und dem Steckerstift 21 von aussen her über das zweite Kontaktband 12, dann über den Kontaktkörper 10 und schliesslich über das erste Kontaktband 11 fuhrt. Der elektrische Pfad ist mit dem Pfeil E in der Figur 6 eingezeichnet.
Der Kontaktkörper 10 weist einen Kontaktbereich 14 mit ringförmigem Querschnitt und einem durch eine Seitenwand 15 begrenzten Innenraum 16 auf. Über dem Kontaktbereich 14 wird im Wesentlichen der elektrische Strom fliessen.
Der Stromleiter 6 ragt mit seinem Kontaktabschnitt 7, 8 in den Innenraum 16 ein und das erste Kontaktband 1 1 liegt zwischen der Innenseite 17 des Innenraums 16 und dem Kontaktabschnitt 7 , 8 im Innenraum 16. Auf der Aussenseite 18 der Seitenwand 15 liegt das zweite Kontaktband 12 auf und stellt den elektrischen Kontakt zwischen dem Kontaktbereich 14 und der Buchse 20 her. Der Kontaktkörper 10 ragt dabei in die Buchse 20 ein und ist im Wesentlichen vollständig durch die Buchse 20 aufgenommen. Aussenseitig weist der Kontaktkörper 10 in der gezeigten Ausführungsform eine Pressfläche 19 auf, mit welcher der Kontaktkörper 10 in die jeweilige Anschlussstelle 2 über eine Pressverbindung verbindbar ist. In der gezeigten Ausführungsform wird die Pressfläche 19 durch die Aussenseite 18 bereitgestellt. Die Pressverbindung wird vorzugsweise durch eine Presskraft von 2000-2500 Newton hergestellt.
Die beiden Kontaktbänder 1 1 , 12 sind in der gezeigten Form in Einstichen 24 gelagert. Die Einstiche 24 erstrecken sich in den Kontaktbereich 14 hinein. Hier erstrecken sich die Einstiche 24 von der Innenseite 17 und von der Aussenseite 18 in die Seitenwand 15 hinein.
Der Innenraum 16 des Kontaktkörpers 10 weist gegenüber einer Zugangsöffnung 20, durch welche der jeweilige Kontaktabschnitt 7, 8 des Stromleiters 6 in den Innenraum 16 einragt, eine Wandung 22 auf. Die Wandung 22 schliesst den Innenraum 16 nach hinten ab. Folglich ist der Innenraum 16 ausschliesslich über die Zugangsöffnung 20 zugänglich. Die Wandung 22 kann einstückig am Kontaktkörper 10 angeformt sein. In einer anderen Variante wäre es auch denkbar, die Wandung 22 als in den Innenraum 16 einsetzbare Wandung auszubilden. Beispielsweise könnte die Wandung durch einen Schraubdeckel, der in den Innenraum 16 von einer Stirnseite her einsetzbar ist, ausgebildet sein. Zwischen der Buchse 20 und dem Kontaktkörper 10 ist zudem eine Dichtung 23 angeordnet. Die Dichtung 23 ist dabei in Steckrichtung gesehen vor dem Kontaktband 12 angeordnet, wodurch der gesamte Innenraum 16, insbesondere das Kontaktband 12, vor dem Eintritt von Feuchtigkeit in die Buchse geschützt wird. Eine weitere Dichtung 27 ist im Bereich des jeweiligen Kontaktabschnittes 7, 8 angeordnet. Die Dichtung 27 dichtet dabei den Spalt zwischen der Innenseite 17 und dem jeweiligen Kontaktabschnitt 7, 8 ab.
Des Weiteren ist zwischen dem Stromleiter 6 beziehungsweise den jeweiligen Kontaktabschnitten 7, 8 und dem Kontaktkörper 10 eine mechanische Arretierverbindung 13 vorgesehen. Die mechanische Arretierverbindung 13 ist dabei derart ausgebildet, dass eine Bewegung zwischen dem Stromleiter 6 und dem Kontaktkörper 10 in Richtung der Steckachse A blockiert ist, und dass aber eine Rotationsbewegung um die Steckachse A herum erlaubt wird. In der gezeigten Ausführungsform wird die Arretierverbindung 13 auf einen Abschnitt des Kontaktabschnittes 7, 8 und steht mit dem Kontaktkörper 10 in Verbindung. Es handelt sich in der gezeigten Ausführungsform um einen Arretierbügel 25, welcher in eine umlaufende Nut 26 am jeweiligen Kontaktabschnitt 7, 8 eingreift.
In den Figuren 9 bis 12 wird eine weitere Ausfuhrungsform der elektrischen Verbindungsanordnung 1 gezeigt. Gleiche Teile sind dabei mit gleichen Bezugszeichen versehen. Zusätzlich zu den oben beschriebenen Merkmalen umfasst die Verbindungsanordnung 1 ein Kühlsystem. In der gezeigten Ausführung sind die elektrodenseitige Anschlussstelle 2, die versorgungsseitige Anschlussstelle 3, der erste Kontaktabschnitt 7 und der zweite Kontaktabschnitt 8 mit Kühlkanälen 30 versehen. Durch diese Kühlkanäle 30 ist ein Kühlmittel zirkulierbar, so dass die jeweiligen Teile gekühlt werden können. Die Kühlkanäle stehen hier mit Kühlschläuchen 31 in Verbindung, über welche das Kühlmittel zu den jeweiligen Teilen zuführbar bzw. wieder wegführbar ist. Die Kühlschläuche 31 sind bevorzugt mit einer nicht gezeigten Kühlmittelpumpe in Verbindung, welche das Kühlmittel in den Kühlkanälen 30 umwälzt.
Die Kühlkanäle können beispielsweise durch entsprechende Bohrungen in den jeweiligen Elementen bereitgestellt werden.
Jeder der Kühlkanäle 30 weist einen Kanaleingang 32 und einen Kanalausgang 33 auf. Der Kanaleingang 32 und der Kanalausgang 33 steht dabei mit dem Kühlschlauch 31 in Verbindung. Hier sind Fittings 34 in den Kanaleingang 32 und den Kanalausgang 33 eingeschraubt. Die Fittings 34 sind dann über entsprechende Fittings 35, die endseitig am Kühlschlauch angeordnet sind, verbindbar.
Von den Figuren 9 bis 12 wird gezeigt, dass die Kühlkanäle 30 den Steckerstifte 21 bzw. die Buchse 20 an einer Stelle durchdringen, welche beabstandet von der elektrischen Kontaktstelle zwischen Steckerstift 21 und Buchse 20 liegt. Unter beabstandet wird ein radialer oder ein axialer Abstand verstanden. Die elektrische Kontaktstelle ist in der gezeigten Ausführungsform dort, wo die Kontakteinheit 9 liegt.
Bezüglich der Steckerstift 21 heisst dies, dass die Kühlkanäle 30 zwischen der Kontakteinheit 8 und der Verbindungsstelle zwischen Steckerstift 21 und Stromleiter 6 liegen. Bezüglich der Buchse 20 heisst dies, dass die Kühlkanäle 30 beispielsweise radial aussenseitig zur Kontakteinheit 8 oder stirnseitig zur Kontakteinheit 8 liegen. Die aussenseitige Anordnung ist in der Figur 1 1 und die stirnseitige Anordnung in der Figur 12 gezeigt. Das heisst, die Kühlkanäle liegen vorzugsweise zwischen der Kontakteinheit 9 und der Kontaktstelle zwischen dem Stromleiter 6.
In einer weiteren Ausbildung können die Kühlkanäle aber Teil einer Manschette 36 sein, welche die Buchse oder den Steckerstift umfangsseitig umgibt. Die Manschette 36 wird hier beispielhaft an der Buchse 20 gezeigt.
BEZUGSZEICHENLISTE elektrische 28 Knickstelle
Verbindungsanordnung 29 elektrisches Kontaktelement elektrodenseitige 30 Kühlkanal
Anschlussstelle 31 Kühlschlauch
Elektrode 32 Kanaleingang
versorgungsseitige 33 Kanalausgang
Anschlussstelle 34 Fitting
Versorgungsstelle 35 Fitting
Stromleiter 36 Manschette
erster Kontaktabschnitt
zweiter Kontaktabschnitt A Steckachse
Kontakteinheit
Kontaktkörper E elektrischer Pfad erstes Kontaktband S Schweisseinrichtung zweites Kontaktband M Mittelachse
Rastverbindung
Kontaktbereich
Seitenwand
Innenraum
Innenseite
Aussenseite
Pressfläche
Buchse
Steckerstifte
Wandung
Dichtung
Einstiche
Arretierbügel
Nut
Dichtung

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Elektrische Verbindungsanordnung (1), insbesondere eine Sekundärkreisschweissverbindungsanordnung, zur Vermittlung eines elektrischen Kontaktes zwischen einer elektrodenseitigen Anschlussstelle (2) im Bereich einer Elektrode (3) und einer versorgungsseitigen Anschlussstelle (4) einer Versorgungsstelle (5) einer Schweissvorrichtung (S), wobei
die Verbindungsanordnung (1) einen Stromleiter (6) mit einem ersten endseitig angeordneten Kontaktabschnitt (7) zur Verbindung mit der elektrodenseitigen Anschlussstelle (2) und einem gegenüber des ersten Kontaktabschnittes (7) endseitig angeordneten zweiten Kontaktabschnitt (8) zur Verbindung mit der versorgungsseitigen Anschlussstelle (4) umfasst,
dadurch gekennzeichnet,
dass der erste Kontaktabschnitt (7) mit der elektrodenseitigen Anschlussstelle (2) und der zweite Kontaktabschnitt (8) mit der versorgungsseitigen Anschlussstelle (4) als Buchsen-Stecker- Verbindung (20, 21) ausgebildet sind und entlang einer Steckachse (A) zusammensteckbar sind.
2. Elektrische Verbindungsanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromleiter (6) als flexibles Kabel ausgebildet ist und/oder dass der Stromleiter (6) einen Querschnitt von mehr als 200 mmA2 aufweist und/oder dass zwischen der jeweiligen Anschlussstelle (2, 4) und dem entsprechenden Kontaktabschnitt (7, 8) mindestens ein elektrisch leitendes Kontaktband (11, 12) angeordnet ist.
3. Elektrische Verbindungsanordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass die Kontaktabschnitte (7, 8) des Stromleiters (1) als Steckerstifte (21) ausgebildet sind, und dass die Anschlussstellen (2, 4) der Elektrode (3) bzw. Versorgungsstelle (5) als Buchsen (20) ausgebildet sind;
oder dass die Kontaktabschnitte (7, 8) des Stromleiters (1) als Buchsen (20) ausgebildet sind, und dass die Anschlussstellen (2, 4) der Elektrode (3) bzw. Versorgungsstelle (5) als Steckerstifte (21) ausgebildet sind.
4. Elektrische Verbindungsanordnung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckerstifte (21) in Richtung der Mittelachse (M) des Stromleiters (1) orientiert sind; oder dass die Steckerstifte (21) winklig geneigt, insbesondere rechtwinklig oder 45°, zur Mittelachse (M) des Stromleiters (1) orientiert sind.
5. Elektrische Verbindungsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten Kontaktabschnitt (7) und der elektrodenseitigen Anschlussstelle (2) und/oder zwischen dem zweiten Kontaktabschnitt (8) und der versorgungsseitigen Anschlussstelle (4) je eine Kontakteinheit (9) angeordnet ist, mit welcher ein elektrischer Kontakt in der Buchsen-Stecker-Verbindung (20, 21) herstellbar ist.
6. Elektrische Verbindungsanordnung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakteinheit (9) einen elektrisch leitend ausgebildeten Kontaktkörper (10), ein erstes Kontaktband (11) und ein zweites Kontaktband (12) umfasst, wobei das erste Kontaktband (1 1) einen elektrischen Kontakt zwischen dem Kontaktabschnitt (7, 8) und dem Kontaktkörper (10) und das zweite Kontaktband (12) einen elektrischen Kontakt zwischen dem Kontaktkörper (10) und der Anschlussstelle (2, 4) herstellt.
7. Elektrische Verbindungsanordnung (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktbänder (11, 12) in Einstichen am Kontaktkörper (10) gelagert sind; und/oder dass die beiden Kontaktbänder (11, 12) im Querschnitt quer zur Steckachse (A) gesehen mindestens teilweise übereinander angeordnet sind.
8. Elektrische Verbindungsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Stromleiter (6) und dem Kontaktkörper (10) eine mechanische Arretierverbindung (13) vorgesehen ist.
9. Elektrische Verbindungsanordnung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Arretierverbindung (13) eine Bewegung zwischen Stromleiter (6) und Kontaktkörper (10) in Richtung der Steckachse (A) blockiert und eine Rotationsbewegung um die Steckachse (A) erlaubt; und/oder dass die Arretierverbindung auf einen Abschnitt des Stromleiters (6) bzw. des Kontaktabschnittes (7,8) wirkt, der einen grösseren Durchmesser als die Kontaktabschnitte (7, 8) aufweist.
10. Elektrische Verbindungsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktkörper (10) einen durch eine Seitenwand (15) begrenzten Innenraum (16) aufweist, wobei die Seitenwand einen Kontaktbereich (14) aufweist, und wobei der Stromleiter (6) mit seinem Kontaktabschnitt (7, 8) in den Innenraum (16) einragt und das erste Kontaktband (1 1) zwischen der Innenseite (17) und dem Kontaktabschnitt (7, 8) im Innenraum (16) liegt; und wobei auf der Aussenseite (18) das zweite Kontaktband (12) liegt und einen elektrischen Kontakt mit der Buchse (20) herstellt.
1 1. Elektrische Verbindungsanordnung, nach einem der Ansprüche 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktkörper (10) aussenseitig eine Pressfläche (19) aufweist, mit welcher der Kontaktkörper (19) mit der jeweiligen Anschlussstelle (2) über eine Pressverbindung verbindbar ist.
12. Elektrische Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum (16) gegenüber einer Zugangsöffnung (20), durch welche die Kontaktabschnitte (7, 8) des Stromleiters (6) in den Innenraum (16) einragt, eine Wandung (22) aufweist, welche den Innenraum (16) nach hinten hin abschliesst.
13. Elektrische Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Buchse (20) und dem Kontaktkörper (10) eine Dichtung (23) angeordnet ist, wobei die Dichtung vor dem Kontaktband (12) angeordnet ist.
14. Elektrische Verbindungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrodenseitige Anschlussstelle (2) und/oder die versorgungsseitige Anschlussstelle (3) und/oder der erste Kontaktabschnitt (7) und/oder der zweite Kontaktabschnitt (8) mit Kühlkanälen (30) versehen sind, welche mit Kühlschläuchen (31) verbindbar sind.
15. Elektrische Verbindungsanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der besagte Kühlkanal (30) mit einem Kanaleingang (32) und einem Kanalausgang (33) versehen ist, wobei einer der Kühlschläuche (31) im Bereich des Kanaleingangs (32) und ein anderer der Kühlschläuche (31) im Bereich des Kanalausgangs (33) angeordnet ist.
16. Elektrische Verbindungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 14 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlkanäle (30) integral am Steckerstift (21) bzw. an der Buchse (20) angeordnet sind und den Steckerstift (21) bzw. die Buchse (20) an einer Stelle durchdringen, welche beabstandet von der elektrischen Kontaktstelle zwischen Steckerstift (21) und Buchse (20) liegt.
17. Elektrische Verbindungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 14 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkanal Teil einer Manschette (36) ist, welche die zu kühlende Stelle umfangsseitig umgibt.
18. Schweissanlage umfassend eine Elektrode (3) mit einer elektrodenseitigen Anschlussstelle (2), eine Versorgungsstelle (5) mit einer versorgungsseitigen Anschlussstelle (4) sowie mindestens eine elektrische Verbindungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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