EP4128442A1 - Elektrisches anschlusselement und verfahren zum fluiddichten elektrischen kontaktieren - Google Patents

Elektrisches anschlusselement und verfahren zum fluiddichten elektrischen kontaktieren

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EP4128442A1
EP4128442A1 EP21714860.0A EP21714860A EP4128442A1 EP 4128442 A1 EP4128442 A1 EP 4128442A1 EP 21714860 A EP21714860 A EP 21714860A EP 4128442 A1 EP4128442 A1 EP 4128442A1
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EP
European Patent Office
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contact
receptacle
electrical connection
contact element
seal
Prior art date
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Pending
Application number
EP21714860.0A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Wolfgang Wimmer
Jakob Retzer
Ulrich Vielhuber
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.)
Lisa Draexlmaier GmbH
Original Assignee
Lisa Draexlmaier GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Lisa Draexlmaier GmbH filed Critical Lisa Draexlmaier GmbH
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Pending legal-status Critical Current

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    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to an electrical connection element for the fluid-tight electrical contacting of an electrical component, in particular a vehicle battery.
  • the invention also relates to a method for the fluid-tight electrical contacting of an electrical component, in particular a vehicle battery.
  • Battery modules include battery cells which are embedded in a housing and interconnected with one another.
  • the housing can be a battery housing, that is to say the housing can be a housing of a vehicle battery. To avoid overheating of the battery cells, they have to be cooled, which can be done via immersion cooling with oil as the coolant.
  • Switch boxes which include a battery control system, act as an interface between the battery module and an electrical network. Contact pins can be used to electrically connect the battery cells of the battery modules to the switch boxes. During the electrical connection, oil can leak from the area of the battery cells within the battery modules and migrate into the switch box or other electronic components of the battery modules. In order to establish a safe electrical connection between the battery cells in a battery module and an associated switch box, the tightness of the electrical connection must be guaranteed by the wall of the battery module.
  • DE 102018 118 682 A1 describes a battery module arranged in a module receiving area of a battery housing and a cooling plate arranged on the battery module and through which a coolant can flow.
  • Nozzles for at least indirect connection to a coolant connection of a motor vehicle are attached to the cooling plate, a coolant seal being arranged on the nozzle outside of the module receiving area of the battery housing. Because the battery module is arranged in the separate module receiving area and the module receiving area is sealed by means of the housing seal, the battery module can also be reliably protected against the ingress of coolant in the event of a leak.
  • One aspect of the invention relates to an electrical connection element for fluid-tight electrical contacting, the electrical connection element being a receptacle made of plastic with a first side and a second side opposite the first side, and a contact element extending from the first side of the receptacle and from the second side of the receptacle is electrically contactable, wherein the receptacle is molded onto the contact element, includes.
  • the electrical connection element comprises a seal which is arranged between the contact element and the receptacle and is set up to seal a contact area between the contact element and the receptacle.
  • the receptacle made of plastic can be, for example, a plastic carrier which is molded onto the contact element using an injection molding process.
  • a contact element an element for electrically contacting an electrical component, in particular a vehicle battery, understood, for example an electrical contact pin or a contact socket.
  • the vehicle battery can in particular be a floch-volt battery, for example with an electrical voltage of up to 400 volts.
  • the contact element can preferably consist of silver-plated copper.
  • the contact element can have a round cross section.
  • the contact element can, for example, be contacted from the first side via a screw connection, while the contact element can be contacted from the second side via a plug connection.
  • the screw connection can comprise a thread arranged coaxially to the contact pin.
  • the electrical connection element can be used as a battery passage. It can be used, for example, for fluid-tight contacting of electrical components between a floch-volt battery and a switch box of the floch-volt battery.
  • the electrical connection element can be arranged on an inside of a housing of a vehicle battery, in particular on the side of the battery housing facing the battery cells.
  • the electrical connection element enables electrical contacting from the interior of the housing of the vehicle battery to the outside, which is fluid-tight so that a fluid in the housing, in particular a cooling fluid, does not escape through the electrical contact from the interior of the housing can.
  • the receptacle can comprise at least one fastening element for fastening the receptacle to a housing of the vehicle battery.
  • the receptacle can comprise a sleeve as a fastening element, as a result of which the receptacle can be fastened to the housing of the vehicle battery by means of a fastening bolt or a fastening screw.
  • the sleeve can comprise a protrusion for receiving. The overhang can limit the action of force when the receptacle is screwed onto the sleeve, as a result of which the receptacle is mechanically relieved.
  • the sleeve can be arranged on the receptacle with an undercut. An undercut can counteract failure of the sleeve or detachment of the sleeve in the event of a break in the receptacle in the area of the fastening element.
  • the receptacle can comprise a plurality of fastening elements, which can in particular be arranged symmetrically to the contact element. Through the symmetrical arrangement, forces acting during fastening can be distributed in order to promote uniform pressing of the electrical connection element against the housing of the vehicle battery.
  • a further seal which is set up to seal the electrical connection element with respect to the battery housing, can be arranged around the contact element.
  • a small distance can be selected between the contact element and the fastening element, so that the area in which the contact element is arranged on the receptacle does not lift when the receptacle is fastened by the fastening element.
  • the fastening element can comprise a metallic material.
  • the ratios of the distances between the contact element and the further seal, as well as between the further seal and the fastening element, are selected so that the highest possible contact pressure can be generated in the area of the further seal with the lowest possible leverage on the contact element.
  • the fastening element can furthermore comprise a fastening disk.
  • a hole is arranged in the center of the fastening disk, through which the fastening bolt or fastening screw can be inserted.
  • the inside diameter of the sleeve can be larger than the inside diameter of the hole in the fastening disk.
  • the electrical connection element can be designed in such a way that it contributes to a torsional rigidity which counteracts forces occurring when the electrical connection element is fastened to a housing of the vehicle battery.
  • the seal comprises a potting compound which is cast between the contact element and the receptacle.
  • the potting compound ensures a permanent seal of the contact area. So that the casting compound does not overflow from the receptacle during pouring, the receptacle comprises a protrusion.
  • the seal also includes a sealing ring. That is, the seal can be a sealing ring. In a further embodiment, the seal can additionally or alternatively comprise a potting compound or the like.
  • the sealing ring can, for example, be attached to the contact element in a form-fitting manner via an undercut.
  • the contact element can have an undercut.
  • a combination of the potting compound and the sealing ring can also be used as a seal. The ability to vary the seal provides an oil-tight and gas-tight electrical connection element.
  • a holding element for holding the sealing ring can be plugged onto the contact element. That is, the holding element can hold the seal.
  • the retaining element holds the sealing ring in a fixed position so that the sealing ring is prevented from slipping.
  • the holding element Via an undercut on the contact element, the holding element can be fastened to the contact element with the aid of a latching lug attached to the holding element, in that the latching lug of the holding element engages in the undercut of the contact element.
  • the receptacle comprises an insertion aid which is set up to facilitate the arrangement of the sealing ring.
  • the receptacle on the first side or the second side can have a bevel on one edge as the insertion aid.
  • the insertion aid enables the sealing ring to be arranged more easily.
  • the contact element has at least one undercut, in particular a labyrinth-shaped undercut, on the contact area.
  • the labyrinthine configuration of the undercut increases the surface area of the contact element, which supports a reliable and long-term sealing against oil or gas media between the contact element and the receptacle.
  • the contact element can have several undercuts in the contact area.
  • the contact element can have an angular cross section in an area in which the receptacle is injection molded.
  • a further embodiment provides that a positioning aid is formed on the first side of the receptacle, which is set up to position a contact terminal in a predetermined position.
  • the positioning aid can comprise a nose, for example.
  • the contact terminal can be arranged in a predetermined position on the electrical connection element via the positioning aid and can be connected to the contact element in a form-fitting, non-positive or material-fitting manner.
  • a further positioning aid is formed on the first side of the receptacle, which is set up to position the contact terminal alternatively in a further predetermined position, in particular orthogonally to the predetermined position.
  • the positioning aid enables various alignment options for the contact terminal to be implemented on an electrical connection element.
  • the various alignment options of the contact terminal enable a space-saving arrangement of several electrical connection elements.
  • an arrangement with an electrical connection element on a housing of the vehicle battery and a further seal is provided.
  • the further seal is arranged on the second side of the receptacle and is designed to seal a further contact area between the receptacle and the housing when the receptacle is arranged on an opening in the housing of the vehicle battery.
  • the further seal can comprise an oval cross section.
  • the electrical connection element is fastened to the housing, the further seal can be pressed into a cavity provided for this purpose.
  • the further seal can expand in the direction of the short diameter of the cross-section and the side walls of the Seal the cavity.
  • the cavity can comprise a groove which is arranged around the contact element.
  • Another aspect of the invention relates to a method for fluid-tight electrical contacting of an electrical component, such as a vehicle battery, comprising providing a contact element; a molding of a receptacle made of plastic onto the provided contact element, the receptacle having a first side and a second side opposite the first side, the contact element being electrically contactable from the first side of the receptacle and from the second side of the receptacle and an arrangement of a Seal between the contact element and the receptacle molded onto the contact element, the seal being set up to seal a contact area between the contact element and the receptacle.
  • the receptacle can be molded onto the contact element using an injection molding process, which minimizes the assembly effort.
  • Arranging the seal can include inserting a sealing ring and / or pouring a potting compound between the contact element and the receptacle.
  • a retaining element can also be pushed onto the contact element. The holding element is used to hold the sealing ring between the contact element and the sealing ring.
  • a combination of the sealing ring and the potting compound is also possible, in which case the potting compound can be poured in first and then the sealing ring can be inserted.
  • the sealing ring can also be used before the casting compound is poured in.
  • a contact terminal can be positioned in a predetermined position on the contact element via a positioning aid formed on the first side of the receptacle.
  • FIG. 1 shows a sectional illustration of an electrical connection element according to a first exemplary embodiment with a potting compound as a seal
  • FIG. 2 shows a perspective illustration of an electrical connection element according to a further exemplary embodiment with a sealing ring as a seal
  • FIG. 3 shows a sectional view of an electrical connection element according to a further exemplary embodiment with a combination of potting compound and sealing ring as a seal
  • FIG. 4 shows a contact element of an electrical connection element in a perspective illustration
  • FIG. 5 shows a perspective illustration of an electrical connection element according to a second exemplary embodiment with positioning aids
  • FIG. 6 shows a perspective illustration of an electrical connection element according to the second exemplary embodiment with positioning aids
  • FIG. 7 shows a perspective illustration of an electrical connection element according to the second exemplary embodiment with positioning aids
  • FIG. 8 shows a plan view of an electrical connection element according to a third exemplary embodiment with positioning aids
  • FIG. 9 shows a plan view of an electrical connection element according to the third exemplary embodiment with positioning aids
  • FIG. 10 shows a plan view of an electrical connection element according to the third exemplary embodiment with positioning aids and a contact terminal
  • FIG. 11 shows a plan view of an electrical connection element according to the third exemplary embodiment with positioning aids and a contact terminal
  • FIG. 12 shows a plan view of an arrangement of contacted electrical connection elements
  • FIG. 13 shows a schematic representation of the method for the oil-tight electrical contacting of a vehicle battery.
  • the contact element 2 is a contact pin 2a.
  • the contact element 2 is a contact socket.
  • the electrical connection element 1 comprises a receptacle 3.
  • the receptacle 3 is a plastic carrier 3a.
  • the receptacle 3 is injection molded onto the contact element 2.
  • the contact pin 2a can be electrically contacted from a first side of the plastic carrier 3a, for example via a screw connection, in that a contact terminal 4 (not shown in FIG. 1, see FIG. 11 ff.) Can be screwed into the contact pin 2a.
  • the contact pin 2a comprises a male plug element 5 of a plug connection on a second side of the plastic carrier 3a, as a result of which electrical contact can be created with the aid of a female plug element of the plug connection.
  • a contact protection element 6 is arranged on the male plug element 5 of the plug connection. In a further exemplary embodiment, no contact protection element 6 is arranged on the male part of the plug connection. Likewise, the arrangement of the male connector element 5 and the female connector element can be reversed.
  • the electrical connection element 1 comprises a seal which seals a contact area between the contact pin 2a and the plastic carrier 3a against oil.
  • the seal seals against a gas medium.
  • the further seal seals the further contact area between the housing and the plastic carrier 3a against fluids.
  • the seal is a potting compound 7.
  • the potting compound 7 is arranged between the contact pin 2a and the plastic carrier 3a, which seals a contact area between the contact pin 2a and the plastic carrier 3a when it hardens.
  • the potting compound 7 is poured in via an opening 7a between the contact pin 2a and the plastic carrier 3a.
  • a protrusion 7b is arranged on the plastic carrier 3a, which prevents the potting compound 7 from overflowing when the potting compound 7 is poured in.
  • a sealing ring 8 is used as a seal in a further exemplary embodiment, see in particular FIG. 2.
  • the seal is a combination of potting compound 7 and sealing ring 8.
  • a flint cut 9 is arranged on the contact pin 2a in the exemplary embodiment shown, which is in particular designed in the shape of a labyrinth.
  • the flint cutting 9 can comprise one or more grooves.
  • the contact pin 2a has further flinter cuts.
  • the contact element 2 essentially has a round cross section.
  • the Contact element 2 In an area in which the plastic carrier 3a is injection-molded onto the contact element 2, the Contact element 2 has an angular cross section.
  • the angular cross section is in particular a hexagon 10.
  • the contact pin 2a has the hexagon 10 in an area in which the plastic carrier 3a is injection-molded onto the contact pin 2a.
  • the hexagon 10 prevents the contact pin 2a from rotating when the contact terminal 4 is electrically contacted via a screw connection.
  • the plastic carrier 3a comprises a further seal. If the plastic carrier 3a is arranged on a housing, in particular a housing of a vehicle battery, so that the contact element 2 is arranged in an opening in the housing, the further seal seals a further contact area between the housing and the plastic carrier 3a against oil. In a further exemplary embodiment, the further seal seals the further contact area between the housing and the plastic carrier 3a against gas. In general, the further seal seals the further contact area between the housing and the plastic carrier 3a against fluids. According to the exemplary embodiment shown, the further seal is a sealing ring 11.
  • the electrical connection element 1 comprises fastening elements on the plastic carrier 3 a.
  • the fastening elements are sleeves 12a, 12b.
  • the fastening elements are used to fasten the plastic carrier 3a to the housing, in particular the housing of the vehicle battery.
  • the sleeves 12a, 12b can be omitted.
  • Screws can be inserted through the sleeves 12a, 12b which have play in the sleeves 12a, 12b to compensate for tolerances.
  • the electrical connection element 1 can be screwed tightly to the housing, in particular the housing of the vehicle battery, using the screws.
  • fastening washers 17 see FIG the respective sleeves 12a, 12b offer.
  • the fastening disks 17 are omitted.
  • FIG. 2 shows the electrical connection element 1 according to a further exemplary embodiment.
  • the electrical connection element 1 comprises a sealing ring 8 as a seal, which is inserted between the contact pin 2a and the plastic carrier 3a. To hold the sealing ring 8, a holding element 13 is pushed onto the contact pin 2a.
  • the plastic carrier 3a comprises an insertion aid 14 with a bevel 14a.
  • the sealing ring 8 is fastened to the contact pin 2a via an undercut, see in particular FIG. 3.
  • FIG 3 shows the electrical connection element 1 according to a further exemplary embodiment.
  • the plastic carrier 3a comprises an insertion aid 14.
  • the insertion aid 14 is a bevel 14a.
  • the insertion aid 14 facilitates the insertion of the sealing ring 8.
  • the contact area between the contact pin 2a and the plastic carrier 3a is sealed with a combination of the potting compound 7 and the sealing ring 8.
  • part of the potting compound 7 is cast between the contact pin 2a and the plastic carrier 3a, and the sealing ring 8 is also pushed onto the contact pin 2a.
  • the sealing ring is attached to the contact pin 2 a via an undercut 9.
  • the potting compound 7 can be introduced above and / or below the sealing ring 8.
  • the contact element 2 is a contact pin 2a.
  • the contact pin 2a which is rotationally symmetrical in itself, comprises an area with an angular cross section, in particular a hexagon 10.
  • the hexagon 10 prevents the contact pin 2a from rotating through within the plastic carrier 3a when the contact pin 2a makes contact with a contact terminal 4, in particular when the contact terminal 4 is screwed tight a thread 2b of the Contact pins 2.
  • Labyrinth-shaped undercuts 9 are arranged on the contact pin 2a. The labyrinthine undercuts 9 serve to enlarge the surface of the contact pin 2a and thus improve the sealing of the contact area.
  • FIG. 5 shows a perspective illustration of the electrical connection element 1 according to a second exemplary embodiment with positioning aids 15.
  • the plastic carrier 3a comprises positioning aids 15 on the first side for a predetermined alignment of the contact terminal 4.
  • the positioning aids 15 are a plurality of latching lugs 15a.
  • a contact terminal 4 see in particular FIG. 10 ff., Can be connected to the contact pin 2a in a form-fitting, force-fitting, or material fit.
  • the contact terminal 4 can be positioned at various angles of rotation, for example 90 °, 180 °, 270 ° or 360 °, to the contact pin 2a via the locking lugs 15a.
  • a counter-locking lug 16 is arranged for the exact positioning and holding of the contact terminal 4 in the predetermined orientation.
  • the electrical connection element 1 can be used as a multifunctional part. In addition, any number of electrical connection elements 1 can be arranged in a space-saving manner.
  • the electrical connection element 1 comprises lugs 18, which are arranged symmetrically on the electrical connection element. The lugs 18 are set up to facilitate dismantling of the electrical connection element 1 by, for example, attaching a lever under a lug 18.
  • FIG. 6 shows a perspective illustration of the electrical connection element 1 according to the second exemplary embodiment, however, with only one lug 18 and only two positioning aids 15.
  • the number of positioning aids 15 and lugs 18 are not dependent on one another.
  • the lugs 18 can, however, make it easier to differentiate between the components in the case of different components.
  • FIG. 7 shows a further perspective illustration of the electrical connection element 1 according to the second exemplary embodiment.
  • fastening disks 17 are arranged on the sleeves 12a, 12b.
  • the fastening disks 17 have a central hole through which, for example, a screw or a fastening bolt is passed in order to fasten the plastic carrier 3a to the housing.
  • no fastening disks 17 are arranged on the sleeves 12a, 12b.
  • FIG. 8 shows a top view of the electrical connection element 1 according to a third exemplary embodiment with positioning aids 15.
  • the plastic carrier 3 a comprises a nose 18 for dismantling the electrical connection element 1.
  • the electrical connection element 1 can be lifted at the nose 18, for example using a screwdriver, in order to dismantle the electrical connection element 1.
  • the nose 18 can be used as a coding for inserting the electrical connection element 1.
  • the plastic carrier does not have a nose 18 for dismantling.
  • FIG. 9 shows a further top view of the electrical connection element 1 according to the third exemplary embodiment with positioning aids 15.
  • FIG. 10 shows the electrical connection element 1 according to the third exemplary embodiment with the positioning aids 15 and a contact terminal 4 in a top view.
  • FIG. 11 thus shows a further alignment of the contact terminal on the electrical connection element 1 according to the third exemplary embodiment.
  • FIG. 12 shows a top view of an arrangement of electrical connection elements 1 with which contact is made.
  • the contact terminals 4 are each connected to an electrical component, for example a battery cell, via a power line 19.
  • the contact terminal 4 is welded to the power line 19, for example.
  • the contact terminals 4 are aligned at a different angle of rotation and the power lines 19 are laid next to one another.
  • FIG. 13 shows a schematic illustration of the method for the oil-tight electrical contacting of a vehicle battery.
  • a first step S1 the contact element 2, for example the contact pin 2a, is provided.
  • the receptacle 3 for example the plastic carrier 3a, is injection-molded onto the provided contact element 2.
  • the contact element 2 can be electrically contacted from the first side of the receptacle 3 and from the second side of the receptacle 3.
  • a third step S3 the seal is arranged between the contact element 2 and the receptacle 3 molded onto the contact element 2 in order to seal the contact area between the contact element 2 and the receptacle 3 in a fluid-tight manner.
  • the arrangement of the seal can include inserting the sealing ring 8 and / or pouring the potting compound 7 between the contact element 2 and the receptacle 3.
  • a fourth step S4 after the arrangement of the seal, the holding element 13 for holding the sealing ring 8 is optionally placed on the contact element 2.
  • a fifth step S5 the contact terminal 4 is positioned and fastened in a predetermined position on the contact element 2 via the positioning aid 15 formed on the first side of the receptacle 3.
  • steps S5 and S6 can be interchanged.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Anschlusselement (1) zum fluiddichten elektrischen Kontaktieren umfassend eine Aufnahme (3) aus Kunststoff mit einer ersten Seite und einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite, ein Kontaktelement (2), das von der ersten Seite der Aufnahme (3)und von der zweiten Seite der Aufnahme (3) elektrisch kontaktierbar ist, wobei die Aufnahme (3) an das Kontaktelement (2) angespritzt ist und eine Dichtung, die zwischen dem Kontaktelement (2) und der Aufnahme (3) angeordnet und eingerichtet ist, einen Kontaktbereich zwischen dem Kontaktelement (2) und der Aufnahme (3) abzudichten. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum fluiddichten elektrischen Kontaktieren einer Fahrzeugbatterie.

Description

ELEKTRISCHES ANSCHLUSSELEMENT UND VERFAHREN ZUM FLUIDDICHTEN
ELEKTRISCHEN KONTAKTIEREN
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisches Anschlusselement zum fluiddichten elektrischen Kontaktieren einer elektrischen Komponente, insbesondere einer Fahrzeugbatterie. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum fluiddichten elektrischen Kontaktieren einer elektrischen Komponente, insbesondere einer Fahrzeugbatterie.
Stand der Technik
Batteriemodule umfassen Batteriezellen, welche in einem Gehäuse eingebettet und miteinander verschaltet sind. Das Gehäuse kann ein Batteriegehäuse sein, das heißt, das Gehäuse kann ein Gehäuse einer Fahrzeugbatterie sein. Zur Vermeidung von Überhitzung der Batteriezellen müssen diese gekühlt werden, welches über eine Immersionskühlung mit Öl als Kühlmittel erfolgen kann. Als Schnittstelle zwischen dem Batteriemodul und einem elektrischen Netzwerk fungieren Schaltboxen, welche unter anderem ein Batteriesteuersystem umfasst. Um die Batteriezellen der Batteriemodule mit den Schaltboxen elektrisch zu verbinden, können Kontaktpins verwendet werden. Während der elektrischen Verbindung kann Öl aus dem Bereich der Batteriezellen innerhalb der Batteriemodule auslaufen und in die Schaltbox oder andere elektronische Komponenten der Batteriemodule übergehen. Um eine sichere elektrische Verbindung zwischen den Batteriezellen in eines Batteriemodules und einer zugeordneten Schaltbox herzustellen, muss die Dichtigkeit der elektrischen Verbindung durch die Wandung des Batteriemoduls gewährleistet werden.
So beschreibt die DE 102018 118 682 A1 ein in einem Modulaufnahmebereich eines Batteriegehäuses angeordnetes Batteriemodul und eine am Batteriemodul angeordnete, von einem Kühlmittel durchströmbare Kühlplatte. An der Kühlplatte sind Stutzen zum zumindest mittelbaren Verbinden mit einem Kühlmittelanschluss eines Kraftfahrzeugs angebracht, wobei eine Kühlmitteldichtung am Stutzen außerhalb von dem Modulaufnahmebereich des Batteriegehäuses angeordnet ist. Dadurch, dass das Batteriemodul in dem separaten Modulaufnahmebereich angeordnet und der Modulaufnahmebereich mittels der Gehäusedichtung abgedichtet ist, kann das Batteriemodul auch in einem Leckagefall zuverlässig vor einem Kühlmitteleintritt geschützt werden.
Beschreibung der Erfindung
Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, unter Einsatz konstruktiv möglichst einfacher Mittel eine fluiddichte elektrische Kontaktierung elektrischer Komponenten aufzuzeigen.
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den begleitenden Figuren angegeben.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein elektrisches Anschlusselement zum fluiddichten elektrischen Kontaktieren, wobei das elektrische Anschlusselementeine Aufnahme aus Kunststoff mit einer ersten Seite und einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite und ein Kontaktelement, das von der ersten Seite der Aufnahme und von der zweiten Seite der Aufnahme elektrisch kontaktierbar ist, wobei die Aufnahme an das Kontaktelement angespritzt ist, umfasst. Weiterhin umfasst das elektrische Anschlusselement eine Dichtung, die zwischen dem Kontaktelement und der Aufnahme angeordnet und eingerichtet ist, einen Kontaktbereich zwischen dem Kontaktelement und der Aufnahme abzudichten.
Die Aufnahme aus Kunststoff kann zum Beispiel ein Kunststoffträger sein, welcher über ein Spritzgießverfahren an das Kontaktelement angespritzt ist. Unter einem Kontaktelement wird ein Element zum elektrischen Kontaktieren einer elektrischen Komponente, insbesondere einer Fahrzeugbatterie, verstanden, beispielsweise ein elektrischer Kontaktpin oder eine Kontaktbuchse. Bei der Fahrzeugbatterie kann es sich insbesondere um eine Flochvolt- Batterie, beispielsweise mit einer elektrischen Spannung von bis zu 400 Volt handeln. Bevorzugt kann das Kontaktelement aus versilbertem Kupfer bestehen. Das Kontaktelement kann einen runden Querschnitt aufweisen. Das Kontaktelement ist beispielsweise von der ersten Seite über eine Schraubverbindung kontaktierbar, während das Kontaktelement von der zweiten Seite über eine Steckverbindung kontaktierbar ist. Die Schraubverbindung kann ein zum Kontaktpin koaxial angeordnetes Gewinde umfassen. Das elektrische Anschlusselement kann als ein Batteriedurchtritt verwendet werden. Es kann zum Beispiel zum fluiddichten Kontaktieren von elektrischen Komponenten zwischen einer Flochvolt- Batterie und einer Schaltbox der Flochvolt-Batterie dienen. Hierbei kann das elektrische Anschlusselement auf einer Innenseite eines Gehäuses einer Fahrzeugbatterie angeordnet sein, insbesondere auf der den Batteriezellen zugewandten Seite des Batteriegehäuses angeordnet sein.
Das heißt, durch das elektrische Anschlusselement wird eine elektrische Kontaktierung von dem Innenraum des Gehäuses der Fahrzeugbatterie nach außen ermöglicht, die fluiddicht ist, sodass ein sich in dem Gehäuse befindliches Fluid, insbesondere ein Kühlfluid, nicht durch die elektrische Kontaktierung aus dem Innenraum des Gehäuses austreten kann.
Die Aufnahme kann wenigstens ein Befestigungselement zur Befestigung der Aufnahme an einem Gehäuse der Fahrzeugbatterie umfassen. Beispielsweise kann die Aufnahme eine Hülse als Befestigungselement umfassen, wodurch mittels einem Befestigungsbolzen oder einer Befestigungsschraube die Aufnahme an dem Gehäuse der Fahrzeugbatterie befestigt werden kann. Die Hülse kann einen Überstand zur Aufnahme umfassen. Durch den Überstand kann eine Krafteinwirkung bei einem Verschrauben der Aufnahme auf die Hülse begrenzt sein, wodurch die Aufnahme mechanisch entlastet wird. Die Hülse kann mit einem Hinterschnitt an der Aufnahme angeordnet sein. Durch einen Hinterschnitt kann einem Fierausfallen oder einem sich Lösen der Hülse bei einem Bruch der Aufnahme im Bereich des Befestigungselements entgegengewirkt werden.
Die Aufnahme kann eine Mehrzahl von Befestigungselementen umfassen, welche insbesondere symmetrisch zu dem Kontaktelement angeordnet sein können. Durch die symmetrische Anordnung können beim Befestigen wirkende Kräfte verteilt werden, um ein gleichmäßiges Andrücken des elektrischen Anschlusselements gegen das Gehäuse der Fahrzeugbatterie zu fördern.
Um das Kontaktelement herum kann eine weitere Dichtung angeordnet sein, die eingerichtet ist, das elektrische Anschlusselement gegenüber dem Batteriegehäuse abzudichten.
Zwischen dem Kontaktelement und dem Befestigungselement kann ein geringer Abstand gewählt werden, sodass der Bereich, in dem das Kontaktelement an der Aufnahme angeordnet ist, bei einem Befestigen der Aufnahme durch das Befestigungselement nicht abhebt. Das Befestigungselement kann einen metallenen Werkstoff umfassen.
Das heißt, die Verhältnisse der Abstände zwischen dem Kontaktelement und der weiteren Dichtung, sowie zwischen der weiteren Dichtung und dem Befestigungselement sind derart gewählt, dass ein möglichst hoher Anpressdruck im Bereich der weiteren Dichtung bei gleichzeitig möglichst geringer Hebelkraft auf das Kontaktelement erzeugt werden kann.
Zur exakten Positionierung der Aufnahme an dem Gehäuse kann das Befestigungselement weiterhin eine Befestigungsscheibe umfassen. Der Befestigungsscheibe ist zentral ein Loch angeordnet, wodurch der Befestigungsbolzen oder die Befestigungsschraube hindurch gesteckt werden kann. Der Innendurchmesser der Hülse kann dabei größer als der Innendurchmesser des Lochs der Befestigungsscheibe sein. Dadurch kann der Befestigungsbolzen oder die Befestigungsschraube in einem durch den Innendurchmesser der Hülse festgelegten Befestigungsbereich der Aufnahme variiert angeordnet werden.
Das elektrische Anschlusselement kann derart ausgestaltet sein, dass es einer beim Befestigen des elektrischen Anschlusselements an einem Gehäuse der Fahrzeugbatterie auftretenden Kräfte entgegenwirkenden Verwindungssteifigkeit beiträgt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform umfasst die Dichtung eine Vergussmasse, die zwischen dem Kontaktelement und der Aufnahme eingegossen ist. Die Vergussmasse gewährleistet eine dauerhafte Dichtung des Kontaktbereichs. Damit die Vergussmasse während dem Eingießen nicht aus der Aufnahme überläuft, umfasst die Aufnahme einen Überstand.
Ferner umfasst die Dichtung einen Dichtring. Das heißt, die Dichtung kann ein Dichtring sein. In einer weiteren Ausgestaltung kann die Dichtung zusätzlich oder alternativ eine Vergussmasse oder dergleichen umfassen.
Der Dichtring kann zum Beispiel über eine Hinterschneidung formschlüssig an dem Kontaktelement befestigt werden. Hierzu kann das Kontaktelement eine Hinterschneidung aufweisen. Als Dichtung kann auch eine Kombination aus der Vergussmasse und dem Dichtring eingesetzt werden. Durch die Variationsmöglichkeit der Dichtung wird ein öl- und gasdichtes elektrisches Anschlusselement bereitgestellt.
Weiterhin ist ein Halteelement zum Halten des Dichtrings auf das Kontaktelement steckbar. Das heißt das Haltelement kann die Dichtung halten. Das Halteelement hält den Dichtring in einer festen Position, sodass ein Verrutschen des Dichtrings verhindert wird. Über eine Hinterschneidung an dem Kontaktelement kann das Halteelement mithilfe einer an dem Halteelement angebrachten Rastnase an dem Kontaktelement befestigt werden, indem die Rastnase des Halteelements in die Hinterschneidung des Kontaktelements einrastet.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltungsform umfasst die Aufnahme eine Einführhilfe, die eingerichtet ist, ein Anordnen des Dichtrings zu erleichtern.
Zum Beispiel kann die Aufnahme an der ersten Seite oder der zweiten Seite an einer Kante eine Abschrägung als die Einführhilfe aufweisen. Die Einführhilfe ermöglicht ein erleichtertes Anordnen des Dichtrings.
In einer weiteren Ausgestaltungsform weist das Kontaktelement an dem Kontaktbereich wenigstens eine Hinterschneidung, insbesondere eine labyrinthförmige Hinterschneidung, auf. Durch die labyrinthförmige Ausgestaltung der Hinterschneidung wird die Oberfläche des Kontaktelements vergrößert, wodurch ein zuverlässiges und langfristiges Abdichten gegen Öl oder Gasmedien zwischen dem Kontaktelement und der Aufnahme unterstützt wird. Das Kontaktelement kann in dem Kontaktbereich mehrere Hinterschneidungen aufweisen. Weiterhin kann das Kontaktelement in einem Bereich, in dem die Aufnahme angespritzt ist, einen eckigen Querschnitt aufweisen. Beim Verbinden des Kontaktelements mit einem Kontaktterminal über eine Schraubverbindung entstehen an der ersten Seite Schraubkräfte, welche von dem Kontaktelement aufgenommen werden. Der eckige Querschnitt, beispielsweise ein Sechskant, verhindert ein durch die Schraubverbindung entstehendes Durchrotieren des Kontaktelements innerhalb der Aufnahme.
Eine weitere Ausgestaltungsform sieht vor, dass an der ersten Seite der Aufnahme eine Positionierhilfe ausgebildet ist, die eingerichtet ist, ein Kontaktterminal in einer vorbestimmten Position zu positionieren. Die Positionierhilfe kann zum Beispiel eine Nase umfassen. Über die Positionierhilfe kann das Kontaktterminal in einer vorbestimmten Position an dem elektrischen Anschlusselement angeordnet werden und mit dem Kontaktelement form-, kraft- oder stoffschlüssig verbunden werden.
Ferner ist an der ersten Seite der Aufnahme eine weitere Positionierhilfe ausgebildet, die eingerichtet ist, das Kontaktterminal alternativ in einer weiteren vorbestimmten Position, insbesondere orthogonal zu der vorbestimmten Position, zu positionieren.
Durch die Positionierhilfe können verschiedene Ausrichtungsmöglichkeiten des Kontaktterminals auf einem elektrischen Anschlusselement realisiert werden. Die verschiedenen Ausrichtungsmöglichkeiten des Kontaktterminals ermöglichen eine platzsparende Anordnung mehrerer elektrischer Anschlusselemente.
Weiterhin ist eine Anordnung mit einem elektrischen Anschlusselement an einem Gehäuse der Fahrzeugbatterie und einer weiteren Dichtung vorgesehen. Die weitere Dichtung ist an der zweiten Seite der Aufnahme angeordnet und eingerichtet, beim Anordnen der Aufnahme an einer Öffnung des Gehäuses der Fahrzeugbatterie, einen weiteren Kontaktbereich zwischen der Aufnahme und dem Gehäuse abzudichten. Die weitere Dichtung kann einen ovalen Querschnitt umfassen. Bei dem Befestigen des elektrischen Anschlusselements an dem Gehäuse kann die weitere Dichtung in eine dafür vorgesehene Kavität eingepresst werden. Hierbei kann sich die weitere Dichtung aufgrund des ovalen Querschnitts in Richtung des kurzen Durchmessers des Querschnitts ausdehnen und Seitenwände der Kavität abdichten. Die Kavität kann eine Nut umfassen, die um das Kontaktelement herum angeordnet ist.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum fluiddichten elektrischen Kontaktieren einer elektrischen Komponenten, wie eine Fahrzeugbatterie, umfassend ein Bereitstellen eines Kontaktelements; ein Anspritzen einer Aufnahme aus Kunststoff an das bereitgestellte Kontaktelement, wobei die Aufnahme eine ersten Seite und eine der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite aufweist, wobei das Kontaktelement von der ersten Seite der Aufnahme und von der zweiten Seite der Aufnahme elektrisch kontaktierbar ist und ein Anordnen einer Dichtung zwischen dem Kontaktelement und der an das Kontaktelement angespritzten Aufnahme, wobei die Dichtung eingerichtet ist, einen Kontaktbereich zwischen dem Kontaktelement und der Aufnahme abzudichten.
Das Anspritzen der Aufnahme an das Kontaktelement kann über ein Spritzgießverfahren erfolgen, wodurch der Montageaufwand minimiert wird.
Das Anordnen der Dichtung kann ein Einsetzen eines Dichtrings und/oder ein Eingießen einer Vergussmasse zwischen das Kontaktelement und die Aufnahme umfassen. Bei dem Einsetzen eines Dichtrings kann weiterhin ein Haltelement auf das Kontaktelement gesteckt werden. Das Halteelement dient zum Halten des Dichtrings zwischen dem Kontaktelement und dem Dichtring.
Ebenfalls ist eine Kombination des Dichtrings und der Vergussmasse möglich, wobei zuerst die Vergussmasse eingegossen und dann der Dichtring eingesetzt werden kann. Optional kann der Dichtring auch vor Eingießen der Vergussmasse eingesetzt werden.
Ferner kann nach dem Anordnen der Dichtung ein Kontaktterminal in einer vorbestimmten Position an dem Kontaktelement über eine an der ersten Seite der Aufnahme ausgebildete Positionierhilfe positioniert werden.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur der angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Kurze Figurenbeschreibung
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen und den Figuren näher erläutert. In den Figuren zeigen:
Figur 1 eine Schnittdarstellung eines elektrischen Anschlusselements gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel mit einer Vergussmasse als eine Dichtung,
Figur 2 eine perspektivische Darstellung eines elektrischen Anschlusselements gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel mit einem Dichtring als eine Dichtung,
Figur 3 eine Schnittdarstellung eines elektrischen Anschlusselements gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel mit einer Kombination aus Vergussmasse und Dichtring als Dichtung,
Figur 4 ein Kontaktelement eines elektrischen Anschlusselements in einer perspektivischen Darstellung,
Figur 5 eine perspektivische Darstellung eines elektrischen Anschlusselements gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel mit Positionierhilfen,
Figur 6 eine perspektivische Darstellung eines elektrischen Anschlusselements gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel mit Positionierhilfen,
Figur 7 eine perspektivische Darstellung eines elektrischen Anschlusselements gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel mit Positionierhilfen, Figur 8 eine Draufsicht eines elektrischen Anschlusselements gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel mit Positionierhilfen,
Figur 9 eine Draufsicht eines elektrischen Anschlusselements gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel mit Positionierhilfen,
Figur 10 eine Draufsicht eines elektrischen Anschlusselements gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel mit Positionierhilfen und einem Kontaktterminal,
Figur 11 eine Draufsicht eines elektrischen Anschlusselements gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel mit Positionierhilfen und einem Kontaktterminal,
Figur 12 eine Draufsicht einer Anordnung kontaktierter elektrischer Anschlusselemente und
Figur 13 eine schematische Darstellung des Verfahrens zum öldichten elektrischen Kontaktieren einer Fahrzeugbatterie.
Die Figuren sind lediglich schematische Darstellungen und dienen nur der Erläuterung der Erfindung. Gleiche oder gleichwirkende Elemente sind durchgängig mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Die Fig. 1 zeigt ein elektrisches Anschlusselement 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel umfassend ein Kontaktelement 2. Das Kontaktelement 2 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel ein Kontaktpin 2a. In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das Kontaktelement 2 eine Kontaktbuchse.
Weiterhin umfasst das elektrische Anschlusselement 1 eine Aufnahme 3. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Aufnahme 3 ein Kunststoffträger 3a. Die Aufnahme 3 ist an das Kontaktelement 2 angespritzt. Der Kontaktpin 2a ist von einer ersten Seite des Kunststoffträgers 3a beispielhaft über eine Schraubverbindung elektrisch kontaktierbar, indem ein Kontaktterminal 4 (nicht in der Fig. 1 dargestellt, s. Fig. 11 ff.) in den Kontaktpin 2a eingeschraubt werden kann. Weiterhin umfasst der Kontaktpin 2a an einer zweiten Seite des Kunststoffträgers 3a ein männliches Steckerelement 5 einer Steckverbindung, wodurch mithilfe eines weiblichen Steckerelements der Steckverbindung eine elektrische Kontaktierung geschaffen werden kann.
An dem männlichen Steckerelement 5 der Steckverbindung ist ein Berührschutzelement 6 angeordnet. In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist an dem männlichen Teil der Steckverbindung kein Berührschutzelement 6 angeordnet. Ebenso kann die Anordnung des männlichen Steckerelements 5 und dem weiblichem Steckerelement umgedreht sein.
Das elektrische Anschlusselement 1 umfasst eine Dichtung, welche einen Kontaktbereich zwischen dem Kontaktpin 2a und dem Kunststoffträger 3a gegen Öl abdichtet. In einem weiteren Ausführungsbeispiel dichtet die Dichtung gegen ein Gasmedium ab. Im Allgemeinen dichtet die weitere Dichtung den weiteren Kontaktbereich zwischen dem Gehäuse und dem Kunststoffträger 3a gegen Fluide ab Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Dichtung eine Vergussmasse 7.
Die Vergussmasse 7 ist zwischen dem Kontaktpin 2a und dem Kunststoffträger 3a angeordnet, welche bei Aushärtung einen Kontaktbereich zwischen dem Kontaktpin 2a und dem Kunststoffträger 3a abdichtet. Die Vergussmasse 7 ist über eine Öffnung 7a zwischen dem Kontaktpin 2a und dem Kunststoffträger 3a eingegossen. An dem Kunststoffträger 3a ist ein Überstand 7b angeordnet, welcher beim Eingießen der Vergussmasse 7 ein Überlaufen der Vergussmasse 7 verhindert. Alternativ wird als Dichtung in einem weiteren Ausführungsbeispiel ein Dichtring 8 verwendet, siehe insbesondere Fig. 2. Die Dichtung ist in einem weiteren Ausführungsbeispiel eine Kombination aus Vergussmasse 7 und Dichtring 8.
Zur Vergrößerung der Oberfläche des Kontaktpins 2a ist an dem Kontaktpin 2a in dem gezeigten Ausführungsbeispiel eine Flinterschneidung 9 angeordnet, welche insbesondere labyrinthförmig ausgebildet ist. Durch die Vergrößerung der Oberfläche wird die Kriechstrecke für das Fluid, gegen das gedichtet wird, vergrößert. Die Flinterschneidung 9 kann eine oder mehrere Rillen umfassen. In einem weiteren Ausführungsbeispiel weist der Kontaktpin 2a weitere Flinterschneidungen auf.
Das Kontaktelement 2 weist im Wesentlichen einen runden Querschnitt auf. In einem Bereich, in dem der Kunststoffträger 3a an das Kontaktelement 2 angespritzt ist, weist das Kontaktelement 2 einen eckigen Querschnitt auf. Der eckige Querschnitt ist insbesondere ein Sechskant 10.
Der Kontaktpin 2a weist im gezeigten Ausführungsbeispiel den Sechskant 10 in einem Bereich, in dem der Kunststoffträger 3a an den Kontaktpin 2a angespritzt ist, auf. Durch den Sechskant 10 wird ein Durchrotieren des Kontaktpins 2a beim elektrischen Kontaktieren des Kontaktterminals 4 über eine Schraubverbindung verhindert.
Der Kunststoffträger 3a umfasst eine weitere Dichtung. Wird der Kunststoffträger 3a an einem Gehäuse, insbesondere einem Gehäuse einer Fahrzeugbatterie, angeordnet, sodass das Kontaktelement 2 in einer Öffnung des Gehäuses angeordnet ist, so dichtet die weitere Dichtung einen weiteren Kontaktbereich zwischen dem Gehäuse und dem Kunststoffträger 3a gegen Öl ab. In einem weiteren Ausführungsbeispiel dichtet die weitere Dichtung den weiteren Kontaktbereich zwischen dem Gehäuse und dem Kunststoffträger 3a gegen Gas ab. Im Allgemeinen dichtet die weitere Dichtung den weiteren Kontaktbereich zwischen dem Gehäuse und dem Kunststoffträger 3a gegen Fluide ab. Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die weitere Dichtung ein Dichtring 11.
Weiterhin umfasst das elektrische Anschlusselement 1 an dem Kunststoffträger 3a Befestigungselemente. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Befestigungselemente Flülsen 12a, 12b. Die Befestigungselemente dienen der Befestigung des Kunststoffträgers 3a an dem Gehäuse, insbesondere dem Gehäuse der Fahrzeugbatterie. In einem weiteren Ausführungsbeispiel können die Flülsen 12a, 12b entfallen.
Durch die Flülsen 12a, 12b können Schrauben gesteckt werden, die in den Flülsen 12a, 12b Spiel zum Toleranzausgleich aufweisen. Mit den Schrauben kann das elektrische Anschlusselement 1 an dem Gehäuse, insbesondere dem Gehäuse der Fahrzeugbatterie, festgeschraubt werden.
Zusätzlich können zwischen einem Schraubenkopf der Schrauben und die Flülsen 12a, 12b Befestigungsscheiben 17, siehe Fig. 7, angeordnet werden, die eine homogene Kraftübertragung der Schrauben auf die Flülsen 12a, 12b ermöglichen und gleichzeitig einen Auflagepunkt für die Schrauben trotz des Spiels der Schrauben in den jeweiligen Flülsen 12a, 12b bieten. In einem weiteren Ausführungsbeispiel entfallen die Befestigungsscheiben 17.
Die Fig. 2 zeigt das elektrische Anschlusselement 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
Das elektrische Anschlusselement 1 umfasst als Dichtung einen Dichtring 8, welcher zwischen dem Kontaktpin 2a und dem Kunststoffträger 3a eingebracht ist. Zum Halten des Dichtrings 8 ist ein Halteelement 13 auf den Kontaktpin 2a aufgesteckt. Der Kunststoffträger 3a umfasst einen Einführhilfe 14 mit einer Abschrägung 14a. In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist der Dichtring 8 über eine Hinterschneidung an dem Kontaktpin 2a befestigt, siehe insbesondere Fig. 3.
Die Fig. 3 zeigt das elektrische Anschlusselement 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
Der Kunststoffträger 3a umfasst einen Einführhilfe 14. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Einführhilfe 14 eine Abschrägung 14a. Die Einführhilfe 14 erleichtert das Einführen des Dichtrings 8. Hierbei ist der Kontaktbereich zwischen dem Kontaktpin 2a und dem Kunststoffträger 3a mit einer Kombination aus der Vergussmasse 7 und dem Dichtring 8 abgedichtet. Hierfür ist ein Teil der Vergussmasse 7 zwischen dem Kontaktpin 2a und dem Kunststoffträger 3a eingegossen und zusätzlich ist der Dichtring 8 auf den Kontaktpin 2a aufgesteckt. Der Dichtring ist über eine Hinterschneidung 9 an dem Kontaktpin 2a befestigt. Die Vergussmasse 7 kann hierbei oberhalb und/oder unterhalb des Dichtrings 8 eingebracht sein.
Die Fig. 4 zeigt das Kontaktelement 2 des elektrischen Anschlusselements 1 in einer perspektivischen Darstellung.
Das Kontaktelement 2 ist ein Kontaktpin 2a. Der an sich rotationssymmetrische Kontaktpin 2a umfasst einen Bereich mit einem eckigen Querschnitt, insbesondere einem Sechskant 10. Der Sechskant 10 verhindert ein Durchrotieren des Kontaktpins 2a innerhalb des Kunststoffträgers 3a beim Kontaktieren des Kontaktpins 2a mit einem Kontaktterminal 4, insbesondere bei einem Festschrauben des Kontaktterminals 4 in einem Gewinde 2b des Kontaktpins 2. An dem Kontaktpin 2a sind labyrinthförmige Hinterschneidungen 9, angeordnet. Die labyrinthförmigen Hinterschneidungen 9 dienen der Vergrößerung der Oberfläche des Kontaktpins 2a und somit einer verbesserten Abdichtung des Kontaktbereichs.
Die Fig. 5 zeigt eine perspektivische Darstellung des elektrischen Anschlusselements 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel mit Positionierhilfen 15.
Der Kunststoffträger 3a umfasst an der ersten Seite Positionierhilfen 15 für eine vorbestimmte Ausrichtung des Kontaktterminals 4. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Positionierhilfen 15 eine Vielzahl von Rastnasen 15a. Ein Kontaktterminal 4, siehe insbesondere Fig. 10 ff., kann mit dem Kontaktpin 2a form-, kraft-, oder stoffschlüssig verbunden. Über die Rastnasen 15a kann das Kontaktterminal 4 in verschiedenen Rotationswinkeln, beispielsweise 90°, 180°, 270° oder 360° zu dem Kontaktpin 2a positioniert werden. Zum exakten Positionieren und Halten des Kontaktterminals 4 in der vorbestimmten Ausrichtung ist eine Gegenrastnase 16 angeordnet. Durch die Variation an Ausrichtungsmöglichkeiten des Kontaktterminals 4 lässt sich das elektrische Anschlusselement 1 als ein Multifunktionsteil einsetzen. Zudem lassen sich beliebig viele elektrische Anschlusselemente 1 platzsparend anordnen. Das elektrische Anschlusselement 1 umfasst Nasen 18, welche symmetrisch an dem elektrischen Anschlusselement angeordnet sind. Die Nasen 18 sind eingerichtet, eine Demontage des elektrischen Anschlusselements 1 zu erleichtern, indem beispielsweise ein Hebel unter einer Nase 18 angesetzt wird.
Die Fig. 6 zeigt eine perspektivische Darstellung des elektrischen Anschlusselements 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel mit jedoch lediglich einer Nase 18 und lediglich zwei Positionierhilfen 15. Generell sind jedoch die Anzahl der Positionierhilfen 15 und Nasen 18 nicht voneinander abhängig. Die Nasen 18 können jedoch bei unterschiedlichen Bauteilen eine Unterscheidung der Bauteile erleichtern.
Die Fig. 7 zeigt eine weitere perspektivische Darstellung des elektrischen Anschlusselements 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel. Zur besseren Positionierung des Kunststoffträgers 3a an dem Gehäuse, sind gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel auf den Hülsen 12a, 12b Befestigungsscheiben 17 angeordnet. Die Befestigungsscheiben 17 umfassen mittig ein Loch, durch welches zum Beispiel eine Schraube oder ein Befestigungsbolzen hindurchgeführt wird, um den Kunststoffträger 3a an dem Gehäuse zu befestigen. In einem weiteren Ausführungsbeispiel sind auf den Hülsen 12a, 12b keine Befestigungsscheiben 17 angeordnet.
Die Figur 8 zeigt eine Draufsicht des elektrischen Anschlusselements 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel mit Positionierhilfen 15.
Der Kunststoffträger 3a umfasst in dem dritten Ausführungsbeispiel eine Nase 18 zum Demontieren des elektrischen Anschlusselements 1 . Um das elektrische Anschlusselement 1 bei einem Demontieren oder einer Wartung des elektrischen Anschlusselements 1 vor Beschädigungen zu schützen kann das elektrische Anschlusselement 1 , beispielsweise über einen Schraubenzieher, an der Nase 18 angehoben werden, um das elektrische Anschlusselement 1 zu demontieren. Weiterhin kann die Nase 18 als eine Kodierung für ein Einsetzen des elektrischen Anschlusselements 1 verwendet werden. In einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst der Kunststoffträger keine Nase 18 zum Demontieren.
Die Figur 9 zeigt eine weitere Draufsicht des elektrischen Anschlusselements 1 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel mit Positionierhilfen 15.
Die Figur 10 zeigt das elektrische Anschlusselement 1 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel mit den Positionierhilfen 15 und einem Kontaktterminal 4 in einer Draufsicht.
Je nach Größe des Kontaktterminals 4 können mehrere Ausrichtungen über die Positionierhilfen 15 ausgeführt werden.
Die Figur 11 zeigt so eine weitere Ausrichtung des Kontaktterminals auf dem elektrischen Anschlusselement 1 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel.
Die Fig. 12 zeigt eine Draufsicht einer Anordnung kontaktierter elektrischer Anschlusselemente 1 . Die Kontaktterminals 4 sind jeweils über eine Stromleitung 19 mit einer elektrischen Komponente, zum Beispiel einer Batteriezelle, verbunden. Das Kontaktterminal 4 ist beispielsweise mit der Stromleitung 19 verschweißt. Durch Positionierelemente 15 sind die Kontaktterminals 4 in einem unterschiedlichen Rotationswinkel ausgerichtet und die Stromleitungen 19 sind nebeneinander verlegt.
Die Fig. 13 zeigt eine schematische Darstellung des Verfahrens zum öldichten elektrischen Kontaktieren einer Fahrzeugbatterie.
In einem ersten Schritt S1 wird das Kontaktelement 2, beispielsweise der Kontaktpin 2a, bereitgestellt.
In einem zweiten Schritt S2 wird die Aufnahme 3, zum Beispiel der Kunststoffträger 3a, an das bereitgestellte Kontaktelement 2 angespritzt. Das Kontaktelement 2 ist von der ersten Seite der Aufnahme 3 und von der zweiten Seite der Aufnahme 3 elektrisch kontaktierbar.
In einem dritten Schritt S3 wird die Dichtung zwischen dem Kontaktelement 2 und der an das Kontaktelement 2 angespritzten Aufnahme 3 angeordnet, um den Kontaktbereich zwischen dem Kontaktelement 2 und der Aufnahme 3 fluiddicht abzudichten. Das Anordnen der Dichtung kann ein Einsetzen des Dichtrings 8 und/oder ein Eingießen der Vergussmasse 7 zwischen das Kontaktelement 2 und die Aufnahme 3 umfassen.
In einem vierten Schritt S4 wird optional nach dem Anordnen der Dichtung das Halteelement 13 zum Halten des Dichtrings 8 auf das Kontaktelement 2 gesteckt.
In einem fünften Schritt S5 wird das Kontaktterminal 4 in einer vorbestimmten Position an dem Kontaktelement 2 über die an der ersten Seite der Aufnahme 3 ausgebildete Positionierhilfe 15 positioniert und befestigt.
In einem sechsten Schritt wird die weitere Dichtung in der Kavität angeordnet und das elektrische Anschlusselement 1 an dem Gehäuse einer Fahrzeugbatterie befestigt. In einem weiteren Ausführungsbeispiel können die Schritte S5 und S6 vertauscht sein. BEZUGSZEICHENLISTE
1 Elektrisches Anschlusselement
2 Kontaktelement
2a Kontaktpin
2b Gewinde
3 Aufnahme
3a Kunststoffträger
4 Kontaktterminal
5 männliches Steckerelement
6 Berührschutzelement
7 Vergussmasse
7a Öffnung
7b Überstand
8 Dichtring
9 Hinterschneidung
10 Sechskant 11 Dichtring 12a Hülse 12b Hülse
13 Halteelement
14 Einführhilfe 14a Abschrägung
15 Positionierhilfe 15a Rastnase
16 Gegenrastnase
17 Befestigungsscheibe
18 Nase 19 Stromleitung
S1 bis S6 Verfahrensschritt

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Elektrisches Anschlusselement (1) zum fluiddichten elektrischen Kontaktieren umfassend: eine Aufnahme (3) aus Kunststoff mit einer ersten Seite und einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite; ein Kontaktelement (2), das von der ersten Seite der Aufnahme (3) und von der zweiten Seite der Aufnahme (3) elektrisch kontaktierbar ist, wobei die Aufnahme (3) an das Kontaktelement (2) angespritzt ist; und eine Dichtung, die zwischen dem Kontaktelement (2) und der Aufnahme (3) angeordnet und eingerichtet ist, einen Kontaktbereich zwischen dem Kontaktelement (2) und der Aufnahme (3) abzudichten.
2. Elektrisches Anschlusselement (1) nach Anspruch 1 , wobei die Dichtung eine Vergussmasse (7) umfasst, die zwischen dem Kontaktelement (2) und der Aufnahme (3) eingießbar ist.
3. Elektrisches Anschlusselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Dichtung einen Dichtring (8) umfasst.
4. Elektrisches Anschlusselement nach Anspruch 3, wobei ein Halteelement (13) zum Halten des Dichtrings (8) auf das Kontaktelement (2) steckbar ist.
5. Elektrisches Anschlusselement (1) nach einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei die Aufnahme (3) eine Einführhilfe (14) umfasst, die eingerichtet ist, ein Anordnen des Dichtrings (8) zu erleichtern.
6. Elektrisches Anschlusselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kontaktelement (2) an dem Kontaktbereich wenigstens eine Hinterschneidung (9), insbesondere eine labyrinthförmige Hinterschneidung, aufweist.
7. Elektrisches Anschlusselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kontaktelement (2) in einem Bereich, in dem die Aufnahme (3) angespritzt ist, einen eckigen Querschnitt aufweist.
8. Elektrisches Anschlusselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an der ersten Seite der Aufnahme (3) eine Positionierhilfe (15) ausgebildet ist, die eingerichtet ist, ein Kontaktterminal (4) in einer vorbestimmten Position zu positionieren.
9. Elektrisches Anschlusselement (1) nach Anspruch 8, wobei an der ersten Seite der Aufnahme (3) eine weitere Positionierhilfe (15) ausgebildet ist, die eingerichtet ist, das Kontaktterminal (4) alternativ in einer weiteren vorbestimmten Position, insbesondere orthogonal zu der vorbestimmten Position, zu positionieren.
10. Verfahren zum fluiddichten elektrischen Kontaktieren einer Fahrzeugbatterie umfassend:
Bereitstellen (S1) eines Kontaktelements (2);
Anspritzen (S2) einer Aufnahme (3) aus Kunststoff an das bereitgestellte Kontaktelement (2), wobei die Aufnahme (3) eine ersten Seite und eine der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite aufweist, wobei das Kontaktelement (2) von der ersten Seite der Aufnahme (3) und von der zweiten Seite der Aufnahme (3) elektrisch kontaktierbar ist;
Anordnen einer Dichtung (S3) zwischen dem Kontaktelement (2) und der an das Kontaktelement (2) angespritzten Aufnahme (3), wobei die Dichtung eingerichtet ist, einen Kontaktbereich zwischen dem Kontaktelement (2) und der Aufnahme (3) abzudichten.
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