WO2022179897A1

WO2022179897A1 - Elektrische verbindungsvorrichtung

Info

Publication number: WO2022179897A1
Application number: PCT/EP2022/053766
Authority: WO
Inventors: Michael Schambach; Sven Hartenbach; Florian Hupfeld
Original assignee: Schaltbau Gmbh
Priority date: 2021-02-23
Filing date: 2022-02-16
Publication date: 2022-09-01
Also published as: DE102021104244A1; KR20230150335A; EP4298695A1; JP2024510552A; CN117178435A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Verbindungsvorrichtung, mit einem weiblichen Kontakt und einem männlichen Kontaktkörper, die derart gestaltet sind, dass der männliche Kontaktkörper entlang einer Einführrichtung in den weiblichen Kontakt einführbar ist und der männliche Kontaktkörper einen durch den männlichen Kontaktkörper reichenden Hohlraum aufweist, wobei der Hohlraum durch eine Innenseite des männlichen Kontaktkörpers begrenzt ist, wobei die Vorrichtung außerdem ein in den Hohlraum eingesetztes Spreizelement aufweist, das entlang seiner Längsachse sich in eine Feststellrichtung verjüngende Querschnitte aufweist, wobei das Spreizelement entlang der Feststellrichtung derart von einer gelösten Position in eine angezogene Position überführbar ist, dass der männliche Kontaktkörper aufgespreizt wird und dadurch ein Kontaktdruck zwischen dem weiblichen Kontakt und dem männlichen Kontaktkörper erzeugt wird. Dabei reicht der Hohlraum durch den gesamten männlichen Kontaktkörper und bildet somit zwei Öffnungen am männlichen Kontaktkörper. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Innenseite des männlichen Kontaktkörpers ein erstes Einrastelement aufweist und eine Außenseite des Spreizelements ein zweites Einrastelement aufweist, wobei das erste Einrastelement mit dem zweiten Einrastelement verrastet, wenn das Spreizelement die angezogene Position erreicht, so dass eine Sicherung des Spreizelements in der angezogenen Position entsteht.

Description

Elektrische Verbindungsvorrichtung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Verbindungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1. Die elektrische Verbindungsvorrichtung dient insbesondere dazu Busbars miteinander zu verbinden.

Eine gattungsgemäße elektrische Verbindungsvorrichtung weist einen weiblichen Kontakt und einen männlichen Kontaktkörper auf, die derart gestaltet sind, dass der männliche Kontaktkörper entlang einer Einführrichtung in den weiblichen Kontakt einführbar ist und der männliche Kontakt körper einen durch den männlichen Kontaktkörper reichenden Hohlraum aufweist, wobei der Hohlraum durch eine Innenseite des männlichen Kontaktkörpers begrenzt ist, wobei die Vorrich tung außerdem ein in den Hohlraum eingesetztes Spreizelement aufweist, das entlang seiner Längsachse sich in eine Feststellrichtung verjüngende Querschnitte aufweist, wobei das Spreiz element entlang der Feststellrichtung derart von einer gelösten Position in eine angezogene Po sition überführbar ist, dass der männliche Kontaktkörper aufgespreizt wird und dadurch ein Kon taktdruck zwischen dem weiblichen Kontakt und dem männlichen Kontaktkörper erzeugt wird. Dabei reicht der Hohlraum durch den gesamten männlichen Kontaktkörper und bildet somit zwei Öffnungen am männlichen Kontaktkörper.

Eine elektrische Verbindungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1 ist aus der EP 2 141 719 A1 bekannt. Bei dieser elektrischen Verbindungsvorrichtung handelt es sich um einen Trennschalter der zwischen zwei Positionen bewegbar ist. Die Aufrechterhaltung des Kontaktdrucks zwischen dem männlichen Kontaktkörper und dem weiblichen Kontakt wird hier durch einen Reibschluss zwischen dem männlichen Kontaktkörper, dem weiblichen Kontakt und dem Spreizelement bewirkt. Der Kontaktdruck und damit der Kontakt ist bei einer solchen Anordnung unter bestimmten Störeinflüssen wie Vibrationen der Verbindungsvorrichtung nicht sichergestellt.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte elektrische Verbindungsvorrichtung der gattungsgemäßen Art anzugeben, die den Kontaktdruck und damit den Kontakt besser ge währleistet.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1. Demnach besteht bei einer elektrischen Verbindungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des unabhängigen An spruchs 1 dann eine erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe, wenn die Innenseite des männli chen Kontaktkörpers ein erstes Einrastelement aufweist und eine Außenseite des Spreizelements ein zweites Einrastelement aufweist, wobei das erste Einrastelement mit dem zweiten Einrastele ment verrastet, wenn das Spreizelement die angezogene Position erreicht, so dass eine Siche rung des Spreizelements in der angezogenen Position entsteht.

Die erfindungsgemäße Lösung bietet den Vorteil, dass die Sicherung einfach und preiswert zu fertigen ist. Außerdem kann durch die erfinderische elektrische Verbindungsvorrichtung der er zeugte Kontaktdruck konstruktiv festgelegt werden, da die angezogene Position des Spreizele ments und damit der Kontaktdruck durch das Verrasten des ersten Einrastelements und des zweiten Einrastelements vorbestimmt sind. Zusätzlich besteht so keine Gefahr, dass ein Nutzer den männlichen Kontaktkörper durch die Bewegung des Spreizelements nicht ausreichend auf spreizt und somit der Kontaktdruck zu klein ist oder dass ein Nutzer das Spreizelement zu weit in den männlichen Kontaktkörper beweget und somit der männliche Kontaktkörper und oder der weibliche Kontakt beschädigt werden.

Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprü che.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass sich der Hohlraum in Feststellrichtung derart verjüngt, dass sich der männliche Kontaktkörper derart auf spreizt, dass sich ein flächiger Kontakt zwischen der Innenseite des männlichen Kontaktkörpers und einer Mantelfläche des Spreizelements ergibt, wenn das Spreizelement in der angezogenen Position ist. Durch den flächigen Kontakt ergibt sich ein verbesserter Reibschluss und der Kon taktkörper wird neben dem Verrasten des ersten Einrastelements und des zweiten Einrastele ments auch durch diesen Reibschluss in der angezogenen Position gehalten.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das erste Einrastelement und/oder das zweite Einrastelement eine Rundung aufweisen, sodass ein zerstörungsfreies Lösen der Verrastung zwischen dem ersten Einrastelement und dem zwei ten Einrastelement durch eine Kraftausübung auf das Spreizelement entgegen der Feststellrich tung möglich ist. So kann die Verbindung wiederverwendet werden und es können Bauteile, die an der jeweiligen Seite der Verbindung angebracht sind, ausgetauscht werden.

Weiter vorzugsweise weist der männliche Kontaktkörper an seinem entgegen der Feststellrich tung liegenden axialen Ende Schlitze auf, sodass der männliche Kontaktkörper in diesem Bereich unter geringerer Krafteinwirkung durch das Spreizelement aufspreizbar ist. Dies verringert den benötigten Kraftaufwand zur Erzeugung der benötigten Aufspreizung des männlichen Kontakt- körpers, um den gewünschten Kontaktdruck zu erzeugen. Außerdem kann sich damit die Defor mation des männlichen Kontaktkörpers weitestgehend oder komplett innerhalb des elastischen Bereichs befinden, was die Wiederverwendbarkeit erhöht.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Einführrichtung und die Feststellrichtung parallel und entgegengerichtet sind. Dies ermöglicht einen einfachen und kompakten Aufbau der elektrischen Verbindungsvorrichtung.

Ebenfalls von besonderem Vorteil ist es, wenn der weibliche Kontakt und der männliche Kontakt körper derart ausgebildet sind, dass sie koaxial zu einander ausgerichtet sind, wenn der männli che Kontaktkörper in den weiblichen Kontakt eingeführt ist. Vorzugsweise ist das Spreizelement ebenfalls derart ausgebildet, dass es koaxial zum männlichen Kontaktkörper ausgerichtet ist. Dadurch kann ein einfacher Aufbau und eine gleichmäßige Kräfteverteilung erreicht werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist eine Querschnittsfläche des Hohlraums und eine Querschnittsfläche des Spreizelements jeweils eine runde Form, vorzugsweise eine Kreisfläche, auf. Dadurch wird zum einen die Ausrichtung des Spreizelements gegenüber dem Hohlraum vereinfacht und zum anderen ergibt sich eine bessere Verteilung des Kontaktdrucks zwischen weiblichem Kontakt und männlichem Kontaktkörper. Zu dem wird die Kontaktfläche zwischen dem Spreizelement und der Innenseite des männlichen Kontaktkörpers, welche den Reibschluss zwischen diesen Elementen bedingt, maximiert.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, weist eine Kontaktfläche an einer Außen seite des männlichen Kontaktkörpers kontaktbildende Erhebungen auf. Vorzugsweise sind die kontaktbildenden Erhebungen als Stege ausgebildet, die vorzugsweise in Feststellrichtung ent lang der Außenseite des männlichen Kontaktkörpers verlaufen. Durch die kontaktbildenden Er hebungen ergeben sich eine Vielzahl von Kontaktpunkten zwischen dem männlichen Kontaktkör per und dem weiblichen Kontakt. Dies senkt den Kontaktwiderstand. Zusätzlich erhöhen die Er hebungen den Reibwiderstand zwischen dem männlichen Kontaktkörper und dem weiblichen Kontakt.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das Spreizelement das zweite Einrastelement als umlaufenden Vorsprung an seiner Außenseite aufweist und der männliche Kontaktkörper das zweite Einrastelement als umlaufende Nut an sei ner Innenseite aufweist, wobei der Vorsprung und die Nut formschlüssig zu einander ausgebildet sind. Dies ermöglicht ein sicheres Verrasten des ersten Einrastelements und zweiten Einrastele- ments bei einem gleichzeitig einfachen Aufbau der einzelnen Komponenten. Durch die umlau fende Verrastung wird außerdem die Sicherung des Spreizelements in der angezogenen Position gegenüber Vibrationen oder Schlägen aus einzelnen Richtungen erhöht.

Vorteilhafter Weise sind der umlaufende Vorsprung und die umlaufende Nut derart ausgeführt, dass das Spreizelement in und aus der angezogenen Position zerstörungsfrei bewegbar ist, in dem eine Oberfläche des Vorsprungs von einer Oberfläche der Nut, unter Einwirkung einer in der oder entgegen der Feststellrichtung wirkenden Kraft auf das Spreizelement, abgleitet.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Außenseite des männlichen Kontaktkörpers ein drittes Einrastelement aufweist und eine In nenseite des weiblichen Kontakts ein viertes Einrastelement aufweist, wobei das dritte Einras telement mit dem vierten Einrastelement verrastet, wenn das Spreizelement die angezogene Po sition erreicht, so dass eine Sicherung des Kontakts zwischen männlichen Kontaktkörper und weiblichen Kontakt entsteht. Durch diese zusätzliche Sicherung wird der Kontakt zwischen männ lichen Kontaktkörper und weiblichen Kontakt zusätzlich gegen Vibrationen abgesichert.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung einen Bewegungsmechanismus aufweist, der die Bewegung des Spreizele ments bedingt, wobei der Bewegungsmechanismus arretierbar ist, wenn das Spreizelement in der angezogenen Position ist. Dies ermöglicht eine zusätzliche Sicherung des Spreizelements in der angezogenen Position und dadurch eine Sicherung des Kontaktdrucks.

Vorteilhafterweise weist der Bewegungsmechanismus einen Hebel auf, der um eine Schwenk achse drehbar gegenüber dem männlichen Kontaktkörper gelagert ist, wobei ein erster Schenkel des Hebels an einem Bereich des Spreizelements, der in der Feststellrichtung aus dem Hohlraum des männlichen Kontaktkörpers reicht, derart ansetzt, dass eine Bewegung des Hebels zwischen einer offenen Position und einer geschlossenen Position eine Bewegung des Spreizelements zwischen der gelösten Position und der angezogenen Position bedingt. Diese Ausgestaltung des Bewegungsmechanismus ist konstruktiv kostengünstig umzusetzen.

Weiter vorzugsweise arretiert eine lösbare Sicherung des Hebels den Hebel in der geschlossenen Position, sobald der Hebel die geschlossene Position erreicht. Eine solche lösbare Sicherung des Hebels kann konstruktiv auf verschiedene Weise sicher, kostengünstig und einfach umgesetzt werden.

Vorteilhafterweise ist die Sicherung des Hebels als ein Schnappelement in der Form eines Ha kens ausgebildet, wobei der Haken bei einer Überführung des Hebels von der offenen Position in die geschlossene Position an einen zweiten Schenkel des Hebels, das dem ersten Schenkel des Hebels zur Schwenkachse gegenüberliegt, einhakt. Damit wird eine Sicherung des Hebels in der geschlossenen Position sichergestellt.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung ein Gehäuse aufweist. Vorteilhafterweise umgibt das Gehäuse den männli chen Kontaktkörper zumindest bereichsweise. Das Gehäuse kann hierbei verschiedene vorteil hafte Aufgaben erfüllen. So kann es als Schutz vor Schmutz agieren, der von der elektrischen Verbindung ferngehalten werden soll. Außerdem kann es als Aufhängung von Komponenten der Verbindungsvorrichtung dienen und eine elektrisch isolierende Wirkung übernehmen.

Vorteilhafterweise bildet das Gehäuse eine Baugruppe mit dem männlichen Kontaktkörper. Somit kann das Gehäuse mit dem männlichen Kontaktkörper vormontiert werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Gehäuse derart ausgeführt, dass der weibliche Kontakt zwischen den männlichen Kontaktkörper und ein Gehäuseteil einführbar ist. Vorzugsweise ist das Gehäuseteil als Hülse ausgebildet und weitervorzugsweise koaxial zum männlichen Kontaktkörper ausgerichtet. Vorzugsweise berührt die Außenseite des weiblichen Kontakts die Innenseite des Gehäuseteils, wenn der männliche Kontaktkörper in den weiblichen Kontakt eingeführt ist. Dadurch vereinfacht sich die Ausrichtung des männlichen Kontaktkörpers zum weiblichen Kontakt und die Kontaktfläche zwischen männlichen Kontaktkörper und weibli chen Kontakt wird noch besser vor Verunreinigungen geschützt. Vorzugsweise ist das Gehäuse teil derart ausgeführt, dass das Gehäuseteil den weiblichen Kontakt während eines Aufspreizens des männlichen Kontaktkörpers von außen stabilisiert. Dadurch wird einer plastischen Deforma tion des weiblichen Kontakts entgegengewirkt, was unteranderem die Wiederverwendbarkeit die ser Komponente erhöht, da das Gehäuseteil den weiblichen Kontakt stützt.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der He bel am Gehäuse gelagert ist. Dies ermöglicht einen kompakten Aufbau der Verbindungsvorrich tung. Vorzugsweise ist das Schnappeiement als Teil des Gehäuses ausgebildet. Dies ermöglich einen noch kompakteren Aufbau.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform bildet ein zusätzliches Gehäuse eine Bau gruppe mit dem weiblichen Kontakt und ist derart ausgeführt, dass das Gehäuse der Baugruppe mit dem männlichen Kontaktkörper zwischen das zusätzliche Gehäuse und den weiblichen Kon takt einführbar ist. Vorzugsweise ist das zusätzliche Gehäuse als Hülse ausgebildet, die vorzugs weise koaxial zum weiblichen Kontakt ausgerichtet ist. Vorzugsweise berührt die Außenseite des Gehäuses die Innenseite des zusätzlichen Gehäuses, wenn der männliche Kontaktkörper in den weiblichen Kontakt eingeführt ist. Dadurch lässt sich die Ausrichtung zwischen männlichen Kon taktkörper und weiblichen Kontakt nochmals vereinfachen und es entsteht eine effektive Isolie rung und ein sehr effektiver Schutz vor Verunreinigungen. Außerdem sind dadurch die Kontakt flächen des männlichen Kontaktkörpers und des weiblichen Kontakts weitestgehend vor einem händischen Zugriff gesichert, was die Sicherheit bei der Verwendung der Verbindungsvorrichtung erhöht.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sitzt der weibliche Kontakt auf einer ersten Fläche eines Verbindungselements, wobei eine Achse des weiblichen Kontakts mit der ersten Fläche einen Winkel zwischen 70° und 90° einschließt und wobei das Verbindungselement einen Abschnitt aufweist, der an der ersten Fläche angeordnet ist, wobei ein Schnittwinkel zwischen einem Normalenvektor des Abschnitts und einem Normalenvektor der ersten Fläche zwischen 70° und 90° liegt, wobei der Abschnitt mit einer Schicht aus einem isolierenden Material umgeben ist. Dies ermöglicht einen platzsparenden und sicheren Aufbau der Verbindungsvorrichtung. Der Abschnitt mit der isolierenden Schicht schütz dabei weitere Komponenten vor etwaigen Funken, die bei der Verbindung zwischen dem männlichen Kontaktkörper und dem weiblichen Kontakt entstehen könnten.

Vorteilhafterweise ist das zusätzliches Gehäuse einteilig aus dem gleichen isolierenden Material wie die Schicht um den Abschnitt des Verbindungselements gebildet. Weitervorzugsweise ist die erste Fläche des Verbindungselements ebenfalls mit dem isolierenden Material umgeben und das zusätzliche Gehäuse ist einteilig mit dem isolierenden Material um die erste Fläche des Ver bindungselements gebildet. Weiter vorzugsweise ist das zusätzliche Gehäuse einteilig mit dem isolierenden Material um die erste Fläche und um den Abschnitt des Verbindungselements gebil det. Dies ermöglicht eine besonders einfache Fertigung des zusätzlichen Gehäuses und verrin gert die Anzahl der nötigen Produktionsschritte.

Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Figur 1 eine Schrägansicht eines Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Figur 2 ein Schnitt durch das Ausführungsbeispiel ohne den weiblichen Kontakt,

Figur 3 ein Schnitt durch das Ausführungsbeispiel ohne das Gehäuse, Figur 4 eine Explosionsdarstellung eine Baugruppe des Ausführungsbeispiels aus männ lichem Kontaktkörper, Hebel, Spreizelement und einem ersten und zweiten Ge häuseteil,

Figur 5a, b, c Schrägansichten des Ausführungsbeispiels mit zusätzlichem Gehäuse um weibli chen Kontakt bei verschiedenen Verfahrensschritten zur Schließung der Verbin dung zwischen weiblichen Kontakt und männlichen Kontaktkörper,

Figur 6 ein Schnitt durch das Ausführungsbeispiel mit zusätzlichem Gehäuse.

Für die folgenden Ausführungen gilt, dass gleiche Teile durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet sind. Sofern in einer Figur Bezugszeichen enthalten sind, auf die in der zugehörigen Figurenbe schreibung nicht näher eingegangen wird, so wird auf vorangehende oder nachfolgende Figuren beschreibungen Bezug genommen.

Die Figuren 1 bis 4 zeigen ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dabei zeigt Fig. 1 eine Schrägansicht des Ausführungsbeispiels der elektrischen Verbindungsvorrichtung 1 von schräg oben. Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch die elektrische Verbindungsvorrichtung 1 ohne den weiblichen Kontakt 3. Fig. 3 zeigt ebenfalls ein Schnitt durch die elektrische Verbindungsvorrich tung 1 , wobei hier das Gehäuse 5 und der Hebel 6 nicht gezeigt werden. Zuletzt zeigt Fig. 4 eine Explosionsdarstellung der Baugruppe bestehend aus dem männlichen Kontaktkörper 2, dem He bel 6, dem Spreizelement 4 und dem Gehäuse 5, welches aus einem ersten Gehäuseteil 11 und einem zweiten Gehäuseteil 12 besteht.

Das Ausführungsbeispiel der elektrischen Verbindungsvorrichtung 1 umfasst einen männlichen Kontaktkörper 2 und einen weiblichen Kontakt 3, zwischen denen ein elektrischer Kontakt mit einem spezifischen Kontaktdruck durch die elektrische Verbindungsvorrichtung erzeugt werden soll. Hierfür wird der männliche Kontaktkörper 2 in einer Einführungsrichtung 15 in den weiblichen Kontakt 3 geführt. Der weibliche Kontakt 3 ist dabei als Hülse ausgeführt. Durch den männlichen Kontaktkörper 2 erstreckt sich ein konischer Hohlraum, der den männlichen Kontaktkörper 2 kom plett durchdringt. In anderen Ausführungsbeispielen kann der Hohlraum unter anderem auch zy lindrisch, quaderförmig oder pyramidenförmig ausgebildet sein. Innerhalb dieses Hohlraums be findet sich ein ebenfalls konisches Spreizelement 4, welches aus einer losen Position in eine angezogene Position durch eine Bewegung in einer Feststellrichtung 14 bewegt werden kann. Das Spreizelement 4 kann auch hier in anderen Ausführungsbeispielen von der konischen Form abweichen. Das Spreizelement 4 muss aber in der Feststellrichtung 14 sich verjüngende Quer schnitte aufweisen. Durch die Bewegung des Spreizelement 4 in der Feststellungrichtung 14 von einer losen Position in eine angezogene Position kommt es zu einem Aufspreizen eines Bereichs des männlichen Kontaktkörpers 2, sodass ein Kontaktdruck zwischen dem männlichen Kontakt körper 2 und dem weiblichen Kontakt 3 entsteht. Der männliche Kontaktkörper 2 weist dabei an seiner Außenseite Stege 19 auf, die den Kontaktwiderstand zwischen dem männlichen Kontakt körper 2 und dem weiblichen Kontakt 3 senken. Es ist festzustellen, dass in den Figuren 1 bis 4 das Spreizelement 4 jeweils in der angezogenen Position und der männliche Kontaktkörper 2 jeweils in den weiblichen Kontakt 3 eingeführt gezeigt werden. Damit stellen die Pfeile, die etwa ige Bewegungsrichtungen verschiedener Komponenten darstellen, nur die generelle Richtung dieser Bewegung dar.

Dabei ist der männliche Kontaktkörper 2 in dem Bereich des männlichen Kontaktkörpers 2, der durch die Bewegung des Spreizelement 4 aufgespreizt wird, mit Schlitzen 18 ausgebildet, sodass sich flexiblere Finger 13 bilden und das Aufspreizen eine elastische Verformung darstellt. In die sem Bereich des männlichen Kontaktkörpers 2 befindet sich außerdem ein erstes Einrastelement 9 in der Form einer gewölbten Nut 9, die in der Innenseite des männlichen Kontaktkörpers, welche den konischen Hohlraum umschließt, umfänglich ausgebildet ist. An der Außenseite des Spreiz element befindet sich ein zweites Einrastelement 10, das als Vorsprung in Form einer Wulst 10 ausgebildet ist, wobei die Geometrie der Wulst 10 einen Formschluss mit der gewölbten Nut 9 zulässt. Durch das erste Einrastelement 9 und das zweite Einrastelement 10 ergibt sich eine Sicherung des Spreizelement in der angezogenen Position, da die Wulst 10 in die gewölbte Nut 9 eingreift, sobald das Spreizelement in die angezogene Position geführt worden ist. Dadurch kann die angezogene Position des Spreizelement 4 und damit der Kontaktdruck zwischen den männlichen Kontakt Körper 2 und dem weiblichen Kontakt 3 gesichert werden. Außerdem erlaubt dies eine konstruktive Spezifizierung des Kontaktdrucks, da dem Nutzer durch das Einrasten des zweiten Einrastelements 10 mit dem ersten Einrastelement 9 signalisiert wird, dass die ge wünschte Endposition des Spreizelements 4 erreicht ist. Durch die Geometrie der Wulst 10 in Kombination mit der Geometrie der gewölbten Nut 9 wird zum einen ein zerstörungsfreies Ver- rasten des zweiten Einrastelements 10 mit dem ersten Einrastelement 9 ermöglicht, da die beiden Rundungen ineinander gleiten können. Außerdem wird auch ein zerstörungsfreies Lösen des zweiten Einrastelements 10 von dem ersten Einrastelement 9 ermöglicht, wenn eine ausrei chende Kraft entgegen der Feststellrichtung 14 auf das Spreizelement 4 wirkt.

Die Bewegung des Spreizelements 4 in und entgegen der Feststellrichtung 14 wird über einen Hebel 6 als Teil eines Bewegungsmechanismus des Spreizelements 4 ausgeführt. Der Hebel 6 ist über eine Aufhängung 7 drehbar gegenüber dem männlichen Kontaktkörper 2 gelagert, wobei ein erster Schenkel des Hebels 6 in eine Ausnehmung 16 des Spreizelements 4 greift, die in einem Bereich des Spreizelements 4 ausgebildet ist, der in Feststellrichtung 14 aus dem männli chen Kontaktkörper 2 ragt. Der Hebel 6 ist zwischen einer offenen Position einer geschlossenen Position bewegbar, sodass das Spreizelement 4 zwischen der losen Position und der angezoge nen Position bewegt wird. Der Hebel weist dabei eine Öffnung auf, durch die ein Haken 8, der an dem männlichen Kontaktkörper 2 angebracht ist, einschnappt, sobald der Hebel 6 die geschlos sene Position erreicht. Dadurch wird der Hebel 6 in der geschlossenen Position arretiert, sodass das Spreizelement 4 die angezogene Position nicht verlassen kann. Dies erzeugt eine zusätzliche Sicherung des Spreizelements 4 in der angezogenen Position und damit eine zusätzliche Siche rung des Kontaktdrucks zwischen dem männlichen Kontaktkörper 2 und dem weiblichen Kontakt 3. Der Haken 8 ist dabei derart ausgebildet, dass der Eingriff mit dem Hebel 6 manuell gelöst werden kann, wenn eine Überführung des Hebels 6 von der geschlossenen Position in die offene Position ausgeführt werden soll.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel umgibt ein Gehäuse 5 den männlichen Kontaktkörper 2 bereichsweise und bildet eine Baugruppe mit diesem sowie mit dem Hebel 6 und dem Spreizele ment 4. Dabei weist das Gehäuse 5 in ein erstes Gehäuseteil 11 und ein zweites Gehäuseteil 12 auf.

Das erstes Gehäuseteil 11 bildet die Aufhängung 7 und den Haken 8 aus. Außerdem bildet das erste Gehäuseteil 11 eine Kappe 17, in der der Bereich des Spreizelements 4, der in Feststell richtung 14 aus dem männlichen Kontaktkörper 2 reicht, umhüllt wird. Die Kappe 17 weist in Richtung des Hebels 6 eine Öffnung auf, sodass der Hebel 6 in die Ausnehmung 16 des Spreiz elements greifen kann. Die Kappe 17 dient damit als Staubschutz und als Schutz gegen Kraftein flüsse auf das Spreizelement 4 entgegen der Feststellrichtung 14, die nicht von einer Bewegung des Hebels 6 bedingt sind.

Das zweite Gehäuseteil 12 umschließt den männlichen Kontaktkörper 2 mit einem gewissen Ab stand in dem Bereich, welcher in den weiblichen Kontakt 3 geführt wird, wobei der zweite Gehäu seteil primär als Hülse ausgebildet. Dieser Abstand ist derart gewählt, dass der weibliche Kon taktkörper zwischen den zweiten Gehäuseteil 12 und den männlichen Kontaktkörper eingeführt werden kann. Dies erleichtert die Platzierung des männlichen Kontaktkörpers 2 in dem weiblichen Kontakt 3 und es kommt zu einem effektiven Staubschutz der beiden Kontaktelemente. Der zweite Gehäuseteil 12 ist dabei derart ausgeführt, dass der weibliche Kontakt 3 bei der Aufsprei zung des männlichen Kontaktkörpers 2 durch die Bewegung des Spreizelements 4 in die ange zogene Position von außen stabilisiert wird, sodass Verformungen des weiblichen Kontakts 3 entgegengewirkt wird.

Durch die Zweiteiligkeit des Gehäuses 5 vereinfacht sich die Montage des Gehäuses 5 sowie der gesamten Baugruppe aus Gehäuse 5, Hebel 6 und Spreizelement. Zudem können die beiden Gehäuseteile 11, 12 auch aus unterschiedlichen Materialien gefertigt werden, um die Eigenschaf ten der Gehäuseteile 11 , 12 noch weiter auf die jeweiligen Verwendungszwecke anzupassen.

Die Figuren 5a, 5b und 5c zeigen wie das Ausführungsbeispiel der Verbindungsvorrichtung zu sammengesetzt wird, wobei der weibliche Kontakt 3 hier an einem stufenförmigen Verbindungs element 20 angebracht ist. Der weibliche Kontakt 3 sitzt dabei auf einer unteren Fläche des stu fenförmigen Verbindungselements 20 und kann auch einteilig mit diesem gefertigt sein. Das stu fenförmigen Verbindungselement 20 ist dabei im Bereich der unteren Fläche und eines daran angeordneten Abschnitts mit einem isolierenden Material 21 umgeben, wobei aus dem isolieren den Material ein zusätzliches Gehäuse 22 um den weiblichen Kontakt 3 gebildet ist.

Dabei ist zwischen dem zusätzlichen Gehäuse 22 und dem weiblichen Kontakt 3 ein Zwischen raum, in den das Gehäuse 5 der Baugruppe aus Gehäuse 5 und männlichen Kontaktkörper 2 eingesetzt werden kann, wenn der männliche Kontaktkörper 2 in den weiblichen Kontakt 3 ein geführt wird. Hierbei sind das zusätzliche Gehäuse 22, das Gehäuse 5, der weibliche Kontakt 3 und das Spreizelement 4 allesamt koaxial zueinander ausgerichtet. Um nun den männlichen Kon taktkörper 2 innerhalb des weiblichen Kontakts 3 aufzuspreizen, wird der Hebel 6 von seiner of fenen Position, siehe Figur 5b, in seine geschlossene Position überführt, siehe Figur 5c. Dadurch wird das Spreizelement 4 in der Feststellrichtung 14 in den männlichen Kontaktkörper 2 hinein bewegt und dieser dadurch aufgespreizt. In Figur 5b ist zu erkennen, wie der Haken 8 an dem Hebel 6 einschnappt und diesen in seiner geschlossenen Position fixiert. Die Anordnung des männlichen Kontaktkörpers 2 zum weiblichen Kontakt 3 sowie das Schließen des Kontakts mittels Überführung des Hebels 6 in die geschlossene Position ist durch diesen Aufbau sehr einfach und es bedarf weniger Arbeitsschritte, die zusätzlich leicht automatisiert durch einen Roboter umsetz bar sind.

Figur 6 zeigt einen Schnitt durch die Verbindungsvorrichtung 1 gemäß der Anordnung in Figur 5c. Durch die Anordnung des männlichen Kontaktkörper 2 und des weiblichen Kontakts 3 in dem Gehäuse 5 und dem zusätzlichen Gehäuse 22 kann die elektrische Verbindung zwischen männ lichen Kontaktkörper 2 und weiblichen Kontakt 3 sehr gut isoliert werden und es besteht ebenfalls ein guter Schutz gegen Verschmutzungen. Bezugszeichen elektrische Verbindungsvorrichtung 1 männlicher Kontaktkörper 2 weiblicher Kontakt 3

Spreizelement 4

Gehäuse 5

Hebel 6

Aufhängung 7

Haken 8 erstes Einrastelement / Nut 9 zweites Einrastelement / Wulst 10 erstes Gehäuseteil 11 zweites Gehäuseteil 12

Finger 13

Feststellrichtung 14

Einführrichtung 15

Ausnehmung 16

Kappe 17

Schlitz 18

Stege 19

Stufenförmiges Verbindungselement 20

Isolierendes Material 21

Zusätzliches Gehäuse 22

Claims

Ansprüche

1. Elektrische Verbindungsvorrichtung, die einen weiblichen Kontakt und einen männlichen Kontaktkörper aufweist, die derart gestaltet sind, dass der männliche Kontaktkörper entlang einer Einführrichtung in den weiblichen Kontakt einführbar ist und der männliche Kontaktkörper einen durch den männlichen Kontaktkörper reichenden Hohlraum aufweist, wobei der Hohlraum durch eine Innenseite des männlichen Kontaktkörpers begrenzt ist, wobei die Vorrichtung außerdem ein in den Hohlraum eingesetztes Spreizelement aufweist, das entlang seiner Längsachse sich in eine Feststellrichtung verjüngende Querschnitte aufweist, wobei das Spreizelement entlang der Feststellrichtung derart von einer gelösten Position in eine angezogene Position überführbar ist, dass der männliche Kontaktkörper aufgespreizt wird und dadurch ein Kontaktdruck zwischen dem weiblichen Kontakt und dem männlichen Kontaktkörper erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Gehäuse aufweist, dass den männlichen Kontaktkörper zu mindest bereichsweis umgibt.

2. Elektrische Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse eine Baugruppe mit dem männlichen Kontaktkörper bildet.

3. Elektrische Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse derart ausgeführt ist, dass der weibliche Kontakt zwischen den männlichen Kontaktkörper und ein Gehäuseteil einführbar ist, wobei das Gehäuseteil den weiblichen Kontakt vorzugsweise während eines Aufspreizens des männlichen Kontaktkörpers von außen stabili siert.

4. Elektrische Verbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein zusätzliches Gehäuse eine Baugruppe mit dem weiblichen Kontakt bildet und derart ausgeführt ist, dass das Gehäuse der Baugruppe mit dem männlichen Kontaktkörper zwi schen das zusätzliche Gehäuse und den weiblichen Kontakt einführbar ist.

5. Elektrische Verbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 , dadurch gekennzeichnet, dass die Innenseite des männlichen Kontaktkörpers ein erstes Einrastelement aufweist und eine Au ßenseite des Spreizelements ein zweites Einrastelement aufweist, wobei das erste Einrastele ment mit dem zweiten Einrastelement verrastet, wenn das Spreizelement die angezogene Posi tion erreicht, so dass eine Sicherung des Spreizelements in der angezogenen Position entsteht.

6. Elektrische Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Hohlraum in Feststellrichtung derart verjüngt, dass sich der männliche Kontaktkörper derart aufspreizt; dass sich ein flächiger Kontakt zwischen der Innenseite des männlichen Kon taktkörpers und einer Mantelfläche des Spreizelements ergibt, wenn das Spreizelement in der angezogenen Position ist.

7. Elektrische Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Einrastelement und/oder das zweite Einrastelement eine Rundung aufweisen, sodass ein zerstörungsfreies Lösen der Verrastung zwischen dem ersten Einrastelement und dem zweiten Einrastelement durch eine Kraftausübung auf das Spreizelement entgegen der Fest stellrichtung möglich ist.

8. Elektrische Verbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der männliche Kontaktkörper an seinem entgegen der Feststellrichtung liegenden axialen Ende Schlitze aufweist, sodass der männliche Kontaktkörper in diesem Bereich unter geringerer Krafteinwirkung durch das Spreizelement aufspreizbar ist.

9. Elektrische Verbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Querschnittsfläche des Hohlraums und eine Querschnittsfläche des Spreiz elements jeweils eine runde Form aufweisen, vorzugsweise eine Kreisfläche.

10. Elektrische Verbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Spreizelement das zweite Einrastelement als umlaufenden Vorsprung an seiner Außenseite aufweist und der männliche Kontaktkörper das zweite Einrastelement als um laufende Nut an seiner Innenseite aufweist, wobei der Vorsprung und die Nut formschlüssig zu einander ausgebildet sind.

11. Elektrische Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der umlaufende Vorsprung und die umlaufende Nut derart ausgeführt sind, dass das Spreizele ment in und aus der angezogenen Position zerstörungsfrei bewegbar ist, indem eine Oberfläche des Vorsprungs von einer Oberfläche der Nut, unter Einwirkung einer in der oder entgegen der Feststellrichtung wirkenden Kraft auf das Spreizelement, abgleitet.

12. Elektrische Verbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Bewegungsmechanismus aufweist, der die Bewegung des Spreizelements bedingt, wobei der Bewegungsmechanismus arretierbar ist, wenn das Spreizele ment in der angezogenen Position ist.

13. Elektrische Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Bewegungsmechanismus einen Hebel aufweist, der um eine Schwenkachse drehbar gegen über dem männlichen Kontaktkörper gelagert ist, wobei ein erster Schenkel des Hebels an einem Bereich des Spreizelements, der in der Feststellrichtung aus dem Hohlraum des männlichen Kon taktkörpers reicht, derart ansetzt, dass eine Bewegung des Hebels zwischen einer offenen Posi tion und einer geschlossenen Position eine Bewegung des Spreizelements zwischen der gelösten Position und der angezogenen Position bedingt.

14. Elektrische Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebel am Gehäuse gelagert ist.

15. Elektrische Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine lösbare Sicherung des Hebels den Hebel in der geschlossenen Position arretiert, so bald der Hebel die geschlossene Position erreicht.

16. Elektrische Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherung des Hebels als ein Schnappelement in der Form eines Hakens ausgebildet ist, wobei der Haken bei einer Überführung des Hebels von der offenen Position in die geschlossene Position an einen zweiten Schenkel des Hebels, das dem ersten Schenkel des Hebels zur Schwenkachse gegenüberliegt, einhakt.