WO2024074418A1 - Verbindungsanordnung einer ersten kontaktierungseinrichtung an einer zweiten kontaktierungseinrichtung sowie kraftfahrzeug mit wenigstens einer solchen verbindungsanordnung - Google Patents

Verbindungsanordnung einer ersten kontaktierungseinrichtung an einer zweiten kontaktierungseinrichtung sowie kraftfahrzeug mit wenigstens einer solchen verbindungsanordnung Download PDF

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WO2024074418A1
WO2024074418A1 PCT/EP2023/077033 EP2023077033W WO2024074418A1 WO 2024074418 A1 WO2024074418 A1 WO 2024074418A1 EP 2023077033 W EP2023077033 W EP 2023077033W WO 2024074418 A1 WO2024074418 A1 WO 2024074418A1
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casing
contact sleeve
line element
line
contact
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PCT/EP2023/077033
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Josef Poemmerl
Markus Vock
Florian Lettau
Wolfgang Thiele
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Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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    • H01R24/38—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure having concentrically or coaxially arranged contacts

Definitions

  • the invention relates to a connection arrangement of a first contacting device to a second contacting device according to the preamble of patent claim 1. Furthermore, the invention relates to a motor vehicle with at least one such connection arrangement.
  • DE 102015 216 567 A1 discloses a device for high-voltage contacting of a hybrid module.
  • the device has a carrier plate with three busbars that are guided through the carrier plate.
  • DE 102014 017 081 A1 discloses a connection arrangement for electrically contacting a battery module.
  • WO 2016/062736 A1 discloses an arrangement for connecting a first electrical conductor to a second electrical conductor.
  • the object of the present invention is to provide a connection arrangement and a motor vehicle with such a connection arrangement, so that contacting devices can be mounted in a particularly simple manner and thus electrically connected to one another.
  • a first aspect of the invention relates to a connection arrangement of a first contacting device to a second contacting device, in particular for a motor vehicle, also referred to simply as a vehicle.
  • the motor vehicle preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car, has the connection arrangement and thus the contacting devices in its fully manufactured state.
  • the Contacting devices for transmitting electrical energy, and thus electrical current are provided and thus designed, wherein the contacting devices are electrically contacted with one another, and thus electrically connected to one another.
  • the electrical energy can be transmitted from the first contacting device to the second contacting device and/or vice versa.
  • the electrical energy is a high voltage or the electrical energy comprises a high voltage.
  • the contacting devices are preferably designed to transmit an electrical current with a high voltage.
  • a high voltage and thus the aforementioned high voltage is to be understood as an electrical voltage which is greater than 50 volts, in particular greater than 60 volts, and very preferably amounts to several hundred volts.
  • the invention provides that the first contacting device has at least or exactly two line elements which are designed separately from one another and are designed to transmit electrical energy, namely a first line element and a second line element.
  • the first line element and the second line element are preferably designed as respective solid bodies.
  • the first line element and the second line element are galvanically separated from one another or electrically insulated from one another.
  • the first line element is encased in an electrically insulating first sheath.
  • the second line element is encased in a second sheath which is designed separately from the first sheath.
  • the feature that the first casing and the second casing are formed separately from one another is to be understood in particular to mean that the first casing and the second casing are not formed integrally with one another, i.e. are not formed from a single piece, but the first casing and the second casing are formed separately from one another.
  • the first casing and the second casing are formed as respective solid bodies.
  • the second contacting device has at least or exactly two line elements which are designed separately from one another and are designed to transmit the electrical energy, namely a third line element and a fourth Conduit element.
  • the third conduit element and the fourth conduit element are designed as respective solid bodies.
  • the first conduit element is formed from a first metallic material
  • the second conduit element is formed from a second metallic material.
  • the second metallic material and the first metallic material can be the same.
  • the first metallic material and/or the second metallic material is aluminum or an aluminum alloy.
  • the third conduit element is formed from a third metallic material and/or the fourth conduit element is formed from a fourth metallic material, wherein it is conceivable that the third metallic material and the fourth metallic material are the same.
  • the third or fourth material differs from the first or second material, or the first metallic material, the second metallic material, the third metallic material and the fourth metallic material are the same.
  • the third or fourth metallic material can be copper or a copper alloy.
  • the third line element and the fourth line element are encased in a third sheath which is common to the third line element and the fourth line element, is integrally formed, is electrically insulating and is formed separately from the first sheath and separately from the second sheath.
  • the respective sheath is preferably designed as a respective solid body.
  • the respective sheath electrically insulates the respective line element
  • the respective sheath is preferably designed as a respective electrical insulator, thus as a respective non-conductor whose electrical conductivity is preferably less than 10' 8 S*crrr 1.
  • the third line element and the fourth line element are galvanically separated from one another or electrically insulated from one another, in particular by means of the third sheath.
  • the first line element and the second line element are electrically insulated from one another or galvanically separated from one another by means of the first sheath and by means of the second sheath.
  • the third casing is formed in one piece is to be understood as meaning that the third casing is formed from a single piece, so that the third casing is designed as a monoblock or is formed by a monoblock.
  • the first line element is overmolded with the first casing, in particular directly, so that, for example, the first casing is overmolded, in particular directly, onto the first line element.
  • the second line element is overmolded with the second casing, in particular directly, so that, for example, the second sheath is injection-molded, in particular directly, onto the second line element.
  • the third line element and the fourth line element can be injection-molded, in particular directly, with the third sheath, so that, for example, the third sheath is injection-molded, in particular directly, onto the third line element and the fourth line element.
  • the respective sheath it is conceivable for the respective sheath to be formed from a respective plastic.
  • the respective sheath is produced by injection molding, in particular by plastic injection molding, so that, for example, the respective line element is covered with the respective sheath by injection molding, in particular by plastic injection molding.
  • the respective sheath is injection-molded, in particular directly, onto the respective line element by injection molding, in particular by plastic injection molding.
  • first sheath itself, that is to say considered on its own, to be integrally formed and thus formed from a single piece.
  • second casing itself that is to say considered on its own, is integrally formed and thus is made from a single piece.
  • the first line element is electrically contacted, i.e. connected, with the third line element and the second line element with the fourth line element via respective recesses in the sheaths, which are designed in particular as through-openings.
  • the respective line element is designed, for example, as a busbar, in particular as a high-voltage busbar.
  • the respective line element has two broad sides opposite one another and two narrow sides opposite one another and arranged between the broad sides. It is also conceivable that the respective line element has a rectangular cross-section.
  • the invention makes it possible to handle or manipulate the third line element and the fourth line element simultaneously, in particular because the third line element and the fourth line element are sheathed and thus covered by the common, third sheath, and thus to assemble them particularly easily and thus quickly and inexpensively.
  • first line element and the second line element can be advantageously moved relative to one another and relative to the third line element and fourth line element because they are individually sheathed and thus covered by the first sheath and the second sheath, so that tolerances in particular can be compensated particularly advantageously.
  • the connection arrangement as a whole can be manufactured and therefore assembled in a particularly time- and cost-effective manner.
  • the invention is based in particular on the following findings and considerations: In vehicles such as electric vehicles, in particular battery-electric vehicles, flexible round conductors are predominantly used for the wiring of components in a high-voltage on-board network.
  • the contacting technology used can be one that provides or includes direct contacting using, for example, a metric screw, in order to generate, for example, a required contact normal force for a safe current-carrying capacity.
  • a galvanic precious metal coating such as tin, silver and/or the like can be used on contact surfaces of line elements or contact sleeves in order to guarantee good electrical contact resistance.
  • at least one contact sleeve made of a copper alloy and a galvanic precious metal coating on the contact zone are provided in accordance with the current state of the art for a contact that can be detachably made multiple times in a contact zone.
  • the contact sleeves can have a material connection with the busbars, which are made of aluminum, for example, and thus designed as aluminum rails.
  • a flat or conical or structured surface can be provided between contact points, which can generate an advantageous and required minimum contact normal force using an external screw.
  • a cable harness with a plug at each end with this functional separation option is referred to as an x-pole separation point depending on the design of the number of conductors.
  • the first line element is electrically contacted with the third line element at a first contact point, also referred to as the first separation point.
  • the second line element is electrically contacted with the fourth line element as a second contact point, also referred to as the second separation point.
  • the line elements in the connection arrangement according to the invention are designed as at least essentially rigid busbars, whereby the invention realizes a particularly advantageous and time- and cost-effective assembly.
  • Conventional solutions usually have at least the following disadvantages:
  • the first line element and the first sheath which is also referred to as the first sheath
  • the second line element and the second sheath which is also referred to as the second sheath
  • the third line element and the fourth line element and the third sheath which is also referred to as the third sheath, form a, in particular precisely, two-pole, third part, which in particular due to the one-piece design of the third casing, it can be handled as a whole, i.e. as a complete unit. This allows for flexible and therefore time- and cost-effective assembly.
  • the first casing and the second casing are mechanically connected to the third casing via respective through-openings designed as elongated holes.
  • the elongated holes enable tolerance compensation, thus compensation of tolerances caused by production and/or assembly, for example, in particular in that the first casing and the second casing can each be positioned in several different positions relative to the third casing and can be attached to the third casing in the respective position.
  • a further embodiment of the invention provides that the elongated holes are formed in the third casing.
  • the third casing is integrally formed, and is therefore made from a single piece, the third casing is or forms a body that is integrally formed, and is therefore made from a single piece, which is in particular the monoblock mentioned above.
  • the through-openings penetrate a partial area of the body.
  • the through-openings are separated from one another.
  • a further embodiment of the invention provides that the respective through-openings are penetrated by respective screw elements, by means of which the first casing and the second casing are screwed to the third casing and are thereby mechanically connected to the third casing.
  • a first of the through-openings is penetrated by, in particular, exactly, a first of the screw elements, and a second of the through-openings is penetrated by, in particular, exactly, a second of the screw elements.
  • the first screw element for example, the first casing is screwed to the third casing, thus screwed to the third casing, whereby the first casing is mechanically connected to the third casing. is connected.
  • the second screw element for example, the second casing is screwed to the third casing, thus screwed to the third casing, whereby the second casing is mechanically connected to the third casing.
  • the first casing and the second casing are locked to the third casing by means of respective locking elements.
  • first casing is locked to the third casing by means of the first of the locking elements
  • second casing is locked to the third casing by means of the second of the locking elements, as a result of which the first casing and the second casing are mechanically connected to the third casing.
  • the respective locking can be a pre-locking, so that the connection arrangement can be produced, for example, in such a way that the first casing is first locked to the third casing, for example.
  • the second casing is first locked to the third casing, for example.
  • the first casing and the second casing are mechanically connected to the third casing.
  • the first cover and the second cover are then screwed to the third cover, i.e. after they have been locked together. This makes for a particularly simple and therefore time- and cost-effective assembly.
  • the first line element is assigned a first contact sleeve, which is designed separately from the first line element, in particular separately from the line elements, and is in electrical contact with the first line element, in particular directly.
  • the second line element is assigned a second contact sleeve, which is designed separately from the second line element, in particular separately from the line elements, and is in electrical contact with the second line element.
  • the third line element is assigned a third contact sleeve, which is designed separately from the third line element, in particular separately from the line elements, and is in electrical contact with the third line element.
  • the fourth line element is assigned a fourth contact sleeve, which is designed separately from the fourth line element, in particular separately from the line elements, and is in electrical contact with the fourth line element. Since the respective line elements have the respective Contact sleeve is assigned, conversely, the respective contact sleeve is assigned the respective line element. In particular, it is conceivable that the respective contact sleeve is directly contacted with the respective, assigned line element. In particular, it is provided that the contact sleeves are formed separately from one another. It is conceivable that the respective contact sleeve and the respective, assigned line element are made of different, in particular metallic, materials. It is thus conceivable that the respective contact sleeve is made of copper or a copper alloy.
  • the respective line element is made of aluminum or an aluminum alloy. It is thus particularly conceivable that the line elements are made of the same, in particular metallic, material such as aluminum or an aluminum alloy. It is also conceivable that the contact sleeves are made of the same, in particular metallic, material such as copper or a copper alloy.
  • the first contact sleeve is electrically contacted with the third contact sleeve and the second contact sleeve with the fourth contact sleeve via the recesses, in particular directly in each case, whereby the connection arrangement can be manufactured and assembled particularly easily and thus particularly time- and cost-effectively.
  • the third contact sleeve and the fourth contact sleeve are each assigned an electrically insulating contact protection element which projects beyond the respective contact sleeve to which the respective contact protection element is assigned in the axial direction of the respective contact sleeve.
  • the respective contact protection element is designed separately from the third casing and is held at least indirectly, in particular directly, on the third casing. Since the respective contact protection element is designed to be electrically insulating, the respective contact protection element is preferably an insulator, i.e. an electrical non-conductor whose electrical conductivity is less than 10' 8 S*cm -1 . This makes it possible to achieve a particularly high level of safety in a particularly simple manner, so that the connection arrangement can be manufactured or assembled particularly easily and thus quickly and inexpensively by one person, for example.
  • a further embodiment of the invention provides that the third contact sleeve is assigned a first threaded sleeve, which is designed separately from the third contact sleeve, in particular separately from the contact sleeves, and is connected to the third contact sleeve, in particular directly, for example welded or soldered.
  • the fourth contact sleeve is assigned a second threaded sleeve, which is designed separately from the fourth contact sleeve, in particular separately from the contact sleeves, and is connected to the fourth contact sleeve, in particular directly, in particular welded or soldered.
  • a first screw is provided which penetrates the first contact sleeve and is screwed into the third contact sleeve and into the first threaded sleeve, and which is provided in addition to the screw elements mentioned above. In particular, the first screw is screwed directly into the first threaded sleeve.
  • the first screw has a first external thread and the first threaded sleeve has a first internal thread, wherein the first external thread can be screwed directly into the first internal thread.
  • the first contact sleeve is screwed, in particular directly, against the third contact sleeve, whereby the first contact sleeve and the third contact sleeve and, via this, the first line element and the third line element are electrically contacted with one another.
  • the first line element and the third line element and the first contact sleeve and the third contact sleeve are mechanically connected to one another as a result.
  • a second screw in particular in addition to the screw elements and in addition to the first screw, which penetrates the second contact sleeve and engages in the fourth contact sleeve and in the second threaded sleeve and is screwed into the second threaded sleeve, in particular directly.
  • the second screw has a second external thread and the second threaded sleeve has a second internal thread, into which, for example, the second external thread is directly screwed.
  • the second contact sleeve is screwed, in particular directly, against the fourth contact sleeve, whereby the second contact sleeve and the fourth contact sleeve and, via this, the second line element and the fourth line element are electrically contacted with one another and, in particular, mechanically connected to one another.
  • connection arrangement has a cover which is designed separately from the casings and separately from the screws and is preferably electrically insulating, thus designed as a non-conductor, which is mechanically connected to the first casing and/or mechanically connected to the second covering and completely covers the screws in the axial direction of the respective screws.
  • cover can prevent unwanted, direct contact, for example between a person and the screws, so that a particularly high level of safety can be achieved.
  • the connection arrangement can be manufactured particularly quickly and inexpensively.
  • the cover is made of a plastic that is particularly electrically insulating, such as the plastic mentioned above.
  • At least or exactly one temperature sensor designed to detect a temperature is embedded in the third casing.
  • the temperature sensor is connected to a connecting element, in particular in such a way that an electrical signal provided or capable of being provided by the temperature sensor, which characterizes the temperature detected by the temperature sensor, can be transmitted from the temperature sensor to or onto the connecting element, also referred to as the connecting element.
  • the connecting element is also referred to as the first connecting element or first connecting element.
  • the electrical signal that can be provided or is provided by the temperature sensor and characterizes the temperature detected by the temperature sensor can be provided via the first connecting element.
  • the first connecting element is a first plug element, which is also referred to as the first plug.
  • the temperature sensor is or forms, for example, a sensor system or is part of a sensor system by means of which the connection arrangement can be advantageously monitored.
  • the temperature sensor By embedding the temperature sensor in the third casing, the temperature sensor is arranged in and thus on the third casing, so that a process-reliable detection of the temperature and thus a process-reliable monitoring of the connection arrangement can be realized.
  • the temperature sensor can be connected either single-pole or multi-pole, in particular in series, with a so-called interlock, for example designed as an HV interlock (HV - high voltage), so that for example, a two-pole, i.e. exactly two-pole, signal line is necessary or intended for an evaluation.
  • the signal can be transmitted to the signal line, also simply referred to as a line.
  • the signal can be transmitted to an evaluation electronics and received by the evaluation electronics, in particular via the line and thus via the first connection element.
  • an electrical resistance in particular its resistance value, can be determined and thus identified.
  • the evaluation electronics can clearly identify whether, for example, an interlock is open (infinite resistance value) or closed (resistance value plausible depending on the temperature) and whether the temperature sensor is operating in a plausible range.
  • the connection arrangement can be monitored depending on the temperature using the evaluation electronics.
  • the cover has a second connection element that corresponds to the first connection element and is designed separately from the first connection element, for example as a second plug element, i.e. as a second plug.
  • the first connection element and the second connection element are plugged into one another, in particular in a way that can be removed without causing any damage, and are thereby electrically contacted with one another and preferably also mechanically connected to one another, whereby the signal can be transmitted from the first connection element to the second connection element.
  • a particularly high level of security can thus be achieved in a particularly simple manner, in particular by or in such a way that the cover, also referred to as the service cover, is designed in such a way that it can only be or is fixed with the first casing and/or the second casing and contacting of the first connection element, also referred to as signal contacting, for example by the aforementioned line, is only possible when the cover is connected to the first casing and/or the second casing and in this or as a result the second connection element is electrically contacted with the first connection element.
  • a third connection element which is designed separately from the first connection element and separately from the second connection element and which is also referred to or can be designed as a third plug or third plug element.
  • the second connection element and the third connection element are plugged into one another, in particular in a non-destructive manner, and are thereby electrically contacted with one another and preferably mechanically connected to one another, whereby the signal can be transmitted from the second connection element to the third connection element.
  • the third connection element is part of the aforementioned line.
  • the third connection element cannot be electrically contacted directly with the first connection element, but the third connection element can only be electrically contacted with the first connection element via the second connection element, so that, for example, the third connection element can only be electrically contacted indirectly with the first connection element when the second connection element is installed and is electrically contacted with the first connection element.
  • the third connection element can only be electrically contacted with the first connection element via the second connection element, so that the line can only be installed when the cover is installed. This ensures a particularly high level of safety in a particularly simple manner.
  • first casing and the second casing are sealed against the third casing via respective sealing elements, whereby a particularly high level of safety can be achieved in a particularly simple and cost-effective manner.
  • a second aspect of the invention relates to a motor vehicle, also referred to simply as a vehicle, which is preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car.
  • the motor vehicle according to the second aspect of the invention has at least one connection arrangement according to the first aspect of the invention.
  • Advantages and advantageous embodiments of the first aspect of the invention are to be regarded as advantages and advantageous embodiments of the second aspect of the invention and vice versa.
  • Fig. 1 is a schematic representation of two components of a
  • Fig. 2 is a schematic and sectional side view of the
  • connection arrangement Fig. 3 is a schematic plan view of the connection arrangement
  • Fig. 4 is a schematic perspective view of the connection arrangement
  • Fig. 5 shows a further schematic plan view of the
  • Fig. 6 shows a further schematic perspective view of the
  • Fig. 7 is a schematic perspective view of a third casing of the
  • Fig. 8 shows a further schematic sectional view of the
  • Fig. 9 is a schematic and perspective bottom view of a cover of the
  • Fig. 10 shows a partial schematic and perspective top view of the
  • Fig. 11 shows a partial schematic perspective view of
  • Fig. 12 shows a further schematic perspective view of the
  • Fig. 1 shows a schematic representation of two components 1 and 2 of a motor vehicle, also referred to as a vehicle, which is preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car and in its fully manufactured state has the components 1 and 2.
  • the components 1 and 2 are connected via a connection arrangement 3 shown particularly schematically in Fig. 1 electrically connected to one another so that, for example, electrical energy can be transmitted via the connection arrangement 3 from one of the components 1, 2 to the other component 2, 1 and/or vice versa.
  • the transmission of electrical energy is to be understood in particular as meaning that an electrical current is transmitted with an electrical voltage.
  • the electrical voltage is very preferably a high voltage, also referred to as a high-voltage voltage, so that the electrical voltage is preferably greater than 50 volts, in particular greater than 60 volts, and very preferably amounts to several hundred volts.
  • the transmission arrangement 3 is thus particularly designed to transmit electrical currents with an electrical voltage which is greater than 50 volts, in particular greater than 60 volts, and very preferably amounts to several hundred volts.
  • one of the components 1, 2 is designed as an electrical machine by which the vehicle can be driven, in particular purely electrically.
  • the other component 2, 1 is designed, for example, as an electrical energy store, which can be designed in particular as a battery, in particular as a high-voltage battery.
  • the electrical machine and the electrical energy storage device are preferably high-voltage components whose respective electrical voltage, in particular electrical operating and nominal voltage, is preferably greater than 50 volts, in particular greater than 60 volts, and most preferably amounts to several hundred volts.
  • a first contacting device 4 is arranged on a second contacting device 5 in such a way that the contacting devices 4 and 5 intended for and thus designed to transmit the electrical energy are electrically contacted with one another.
  • the first contacting device 4 has two line elements that are designed separately from one another and designed to transmit the electrical energy, namely a first line element 6 and a second line element 7.
  • the line elements 6 and 7 are designed as busbars.
  • the respective line element 6, 7 is designed as a solid body.
  • the respective line element 6, 7 is made of a metallic material, in this case aluminum, in particular an aluminum alloy.
  • the line elements 6 and 7 are galvanically separated from one another or electrically insulated from one another. It can be seen particularly well in conjunction with Fig. 3 that the first line element 6 is encased, in particular directly, by an electrically insulating, first sheath 8. In addition, the second line element 7 is surrounded, in particular directly, by an electrically insulating sheath 8 which is separate from the first sheath 8. formed, second sheath 9.
  • the sheaths 8 and 9 are also referred to as casings. It can be seen that the line elements 6 and 7 are individually surrounded by the respective sheath 8, 9, in particular such that the sheath 8 is molded, in particular directly, onto the line element 6, and the sheath 9 is molded, in particular directly onto the line element 7.
  • the second contacting device 5 has two line elements that are designed separately from one another and are designed to transmit electrical energy, namely a third line element 10 and a fourth line element 11.
  • the line elements 10 and 11 are designed as busbars in the present case.
  • the line elements 10 and 11 are designed as solid bodies in the present case.
  • the line elements 10 and 11 are, for example, galvanically separated from one another, in particular that is to say electrically insulated from one another.
  • the respective line element 10, 11 is made of a metallic material, in particular aluminum and very particularly an aluminum alloy.
  • the line elements 6, 7, 10 and 11 are preferably made of the same metallic material, in particular the same aluminum alloy. It can be seen particularly well in conjunction with Fig.
  • the line elements 10 and 11 are covered, in particular directly, by a one-piece, electrically insulating third covering 12 common to the line elements 10 and 11, which is also referred to as the third covering.
  • the third covering 12 is formed separately from the covering 8 and separately from the covering 9.
  • the respective covering 8, 9, 12 is formed as a respective solid body.
  • the respective covering 8, 9, 12 is made of a plastic.
  • the covering 12 is molded, in particular directly, onto the line elements 10 and 11.
  • the first line element 6 is electrically contacted with the third line element 10 and the second line element 7 with the fourth line element 11 via respective recesses 13, 14, 15 and 16 in the casings 8, 9 and 12, which are designed as through-openings in the present case.
  • the recess 13 is a first recess in the casing 8
  • the recess 15 is a second recess in the casing 9
  • the recess 14 is a third recess in the casing 12
  • the recess 16 is a fourth recess in the casing 12.
  • a first elongated hole 17 designed as a through-opening is formed in the first casing 8.
  • a second elongated hole 18 designed as a through-opening is formed in the casing 9.
  • the elongated hole 17 is arranged in overlap with a corresponding, first screw opening 19, and the elongated hole 18 is arranged in overlap with a corresponding, second screw opening 20.
  • the screw openings 19 and 20 are arranged, that is to say formed, in the third casing 12, wherein, for example, the respective screw opening 19, 20 can be formed as a through-opening. It can be seen from Fig.
  • the elongated hole 17 and the screw opening 19 are assigned a first screw element 21 designed as a screw, which penetrates the elongated hole 17 and is screwed into the screw opening 19.
  • the elongated hole 18 and the associated screw opening 20 are assigned a second screw element 22 designed as a second screw, which penetrates the elongated hole 18 and is screwed into the screw opening 20.
  • the first casing 8 is screwed to the third casing 12 by means of the screw element 21 and is thereby mechanically connected to the third casing 12.
  • the casing 9 is connected to the casing 12 by means of the screw element 22 and is thereby mechanically connected to the casing 12.
  • the casings 8 and 9 are screwed against the casing 12 by means of the screw elements 21 and 22 and are thereby mechanically connected to the casing 12. It is conceivable that a respective thread, in particular designed as an internal thread, is arranged in the respective screw opening 19, 20, in particular in such a way that the respective thread arranged in the respective screw opening 19, 20 is formed by a particularly metallic thread insert which is embedded, for example, in the casing 12.
  • the elongated holes 17 and 18 enable a particularly advantageous, in particular translational and/or rotational, tolerance compensation between the respective casing 8, 9 and the casing 12.
  • connection arrangement 3 provides for a locking of the respective casing 8, 9 with the casing 12, in particular in the form of a pre-locking.
  • the respective casing 8, 9 has at least one respective locking element 23, 24, which is locked to a respective corresponding locking element 25, 26 of the third casing 12.
  • safe handling can be achieved, for example for a person who manufactures and assembles the connection arrangement 3.
  • the respective locking element 23, 24 and/or the respective and/or the respective corresponding locking element 25, 26 has a respective insertion bevel 27, 28, as a result of which the locking elements 23 and 25 or 24 and 26 can be locked together particularly easily and advantageously. From Fig.
  • first line element 6 is assigned a first contact sleeve 27 which is formed separately from the line elements 6, 7, 10 and 11 and is, in particular, directly, electrically connected to the first line element 6.
  • the second line element 7 is assigned a second contact sleeve 28 which is formed separately from the line elements 6, 7, 10 and 11 and is, in particular, directly, electrically contacted to the line element 7.
  • the third line element 10 is assigned a third contact sleeve 29 which is formed separately from the line elements 6, 7, 10 and 11 and is, in particular, directly, electrically contacted to the line element 10.
  • the fourth line element 11 is assigned a fourth contact sleeve 30 which is formed separately from the line elements 6, 7, 10 and 11 and is, in particular, directly, electrically contacted to the line element 11.
  • the contact sleeves 27, 28, 29 and 30 are formed separately from one another.
  • the contact sleeves 27, 28, 29 and 30 are made of the same, in particular metallic, material, in particular copper or a copper alloy.
  • the contact sleeves 27 and 29 are electrically contacted with one another, in particular directly, in particular in such a way that respective end faces of the contact sleeves 27 and 29 are directly supported on one another in the axial direction of the respective contact sleeve 27, 29.
  • the contact sleeves 28 and 30 are electrically contacted with one another in such a way that respective end faces of the contact sleeves 28 and 30 are directly supported on one another in the axial direction of the respective contact sleeve 28, 30.
  • the line elements 6 and 10 are thus electrically contacted with one another via the contact sleeves 27 and 29, and the line elements 7 and 11 are electrically contacted with one another via the contact sleeves 28 and 30.
  • a first contact protection element 31 is assigned to the contact sleeve 29, and a second contact protection element 32 is assigned to the contact sleeve 30.
  • the respective contact protection element 31, 32 projects beyond the respectively assigned contact sleeve 29, 30 in the axial direction of the respective contact sleeve 29, 30, thereby providing particularly advantageous contact protection.
  • the respective contact protection element 31, 32 is electrically insulating and is made in particular from an electrically insulating plastic. It can be seen from Fig. 2 that the contact protection element 31 engages in the contact sleeve 27 and the contact protection element 32 engages in the contact sleeve 28.
  • the third contact sleeve 29 is assigned a first threaded sleeve 33, which engages in the contact sleeve 29.
  • the fourth contact sleeve 30 is assigned a second threaded sleeve 34, which engages in the contact sleeve 30.
  • the threaded sleeves 33 and 34 are formed separately from one another and separately from the contact sleeves 27, 28, 29 and 30.
  • the threaded sleeve 33 is connected, in particular directly, to the contact sleeve 29, and the threaded sleeve 34 is connected, in particular directly, to the contact sleeve 30.
  • a first screw 35 is provided which penetrates the first contact sleeve 27 and engages in the contact sleeve 29 and in the threaded sleeve 33 and is screwed, in particular directly, into the threaded sleeve 33, by means of which the first contact sleeve 27 is screwed against the third contact sleeve 29, in particular directly, whereby the first contact sleeve 27 and the third contact sleeve 29 and, above this, the first line element 6 and the third line element 10 are electrically contacted with one another.
  • a second screw 36 which penetrates the second contact sleeve 28 and engages in the threaded sleeve 34 and in the contact sleeve 30 and is screwed, in particular directly, into the threaded sleeve 34, by means of which the second contact sleeve 28 is screwed, in particular directly, against the fourth contact sleeve 30.
  • the second contact sleeve 28 and the fourth contact sleeve 30 and, above them, the second line element 7 and the fourth line element 11 are electrically contacted with one another.
  • the respective screw 35, 36 is supported on the respective contact sleeve 27, 28 and/or on the respective line element 6, 7 via its respective screw head and in this case via a respective washer 37, 38 which is optionally provided, in particular in the axial direction of the respective screw 35, 36.
  • a respective first side S1 of the casing 12 which faces away from the line elements 6 and 7 and the casings 8 and 9, the screws 35 and 36 and also the contact sleeves 29 and 30 and the threaded sleeves 33 and 34 and also the line elements 10 and 11 are completely covered by the casing 12 and are thus covered and in particular electrically insulated.
  • a cover 39 On a respective second side S2 of the respective casing 8, 9, which faces away from the casing 12, the following is provided: On the respective second side S2 of the respective casing 8, 9, a cover 39, also referred to as a service cover, is provided, which can be seen particularly well in Fig. 3 and 4.
  • the cover 39 is designed separately from the casings 8, 9 and 12 and separately from the screws 35 and 36 and also separately from the screw elements 21 and 22, whereby it is provided here that the screws 36 and 35 are provided in addition to the screw elements 21 and 22.
  • the cover 39 By means of the cover 39, the screws 35 and 36 on the respective second side S2 are completely covered and thus covered and electrically insulated, whereby the cover 39 on the respective side S2 also covers, for example, the washers 37 and 38 and/or the line elements 6 and 7, in particular completely.
  • the cover 39 is an electrically insulating cover and is made of an electrically insulating material, in particular plastic. From Fig. 9 it can be seen that the cover 39 has receptacles 40 and 41, wherein the screw 35, in particular its screw head, is at least partially received in the receptacle 40 and the screw 36, in particular its screw head, is at least partially received in the receptacle 41.
  • the respective receptacle 40, 41 is surrounded along its circumferential direction, in particular completely circumferentially, by a respective sealing element 42, 43, wherein the cover 39 is sealed against the respective casing 8, 9 by means of the sealing elements 42 and 43, in particular such that the cover 39 is sealed against the casing 8 by means of the sealing element 42 and against the casing 9 by means of the sealing element 43.
  • the temperature sensor 44 can provide an electrical signal which characterizes, i.e. describes, the temperature detected by the temperature sensor 44.
  • the temperature sensor 44 is electrically contacted, i.e. connected, to a first connection element 45, wherein the connection element 45 is held on the third casing 12, in particular at least partially embedded in the casing 12.
  • the first connection element 45 can provide the signal so that the signal from the temperature sensor 44 can be provided via the connection element 45.
  • the signal can be received, for example, by evaluation electronics so that the evaluation electronics can monitor the connection arrangement 3 depending on the signal.
  • the cover 39 has a second connection element 46 which corresponds to the first connection element 45 and is designed separately from the connection element 45, wherein the first connection element 45 and the second connection element 46 are plugged into one another, in particular in a way that can be removed without destroying it, and are thereby electrically contacted with one another.
  • This allows the signal from the connection element 45 to be transmitted to the connection element 46 and provided by the connection element 46.
  • a third connection element 47 which can be seen in Fig. 12 and is designed separately from the connection element 45 and separately from the connection element 46, is also provided.
  • the connection element 47 is also part of a line 48 referred to as a signal line, via which the signal can be transmitted in particular from the connection element 46 to the evaluation electronics.
  • the evaluation electronics can thus receive the signal via the line 48.
  • the connection arrangement 3 When the connection arrangement 3 is completely manufactured, the second connection element 46 and the third connection element 47 are plugged into one another and thereby electrically contacted with one another, as a result of which the signal can be transmitted from the second connection element 46 to the third connection element 47.
  • the connection elements 45 and 46 are plugged into one another in such a way that the connection element 46 is plugged into the connection element 45.
  • the connection elements 46 and 47 are, for example, plugged into one another in such a way that the connection element 47 is plugged into the connection element 46 or vice versa.
  • the connection elements 45, 46 and 47 are therefore plugs.
  • connection element 47 cannot be electrically contacted with the connection element 45 without the connection element 46, so that the connection element 47 can only be electrically contacted with the connection element 45 via the connection element 46.
  • the respective screw 35, 36 is preferably an M6 screw and/or protected against contact.
  • the connection element 47 is a communication plug, via which the signal can be transmitted to the evaluation electronics.
  • the cover 39 is held to the casing 8 by screws.
  • the casing 8 has, as can be seen from Fig. 5, a screw opening 49, for example designed as a through-opening.
  • a second thread designed in particular as an internal thread
  • the second thread is formed, for example, by a threaded insert, which is embedded, for example, in the casing 8.
  • the screw opening 49 is assigned a screw element 50 (Fig. 10), which is designed as a further screw in the present case.
  • the screw element 50 penetrates a corresponding through-opening 51 of the cover 39, which can be seen from Fig. 9, and is screwed into the corresponding screw opening 49 and thereby screwed to the casing 8.
  • the cover 39 is screwed to the casing 8 and is thus held to the casing 8 and also to the casing 9.
  • Fig. 7 it can be seen that the casing 12 is sealed against the casing 8 by means of a sealing element 52 and against the casing 9 by means of a sealing element 53.
  • the sealing element 52 runs completely around the contact sleeve 29 in the circumferential direction of the contact sleeve 29, and the sealing element 53 runs completely around the contact sleeve 30 in the circumferential direction of the contact sleeve 30.
  • the arrangement of the cover 39 on the casings 8 and 9 can be seen particularly well in Fig. 7. It can be seen from Fig. 5 that the elongated holes 17 and 18 allow a rotational tolerance compensation of up to +/- 3 degrees between the respective casing 8, 9 and the casing 12.
  • a particularly advantageous radial and axial seal can be realized by means of the sealing elements 52 and 53.
  • defined water outlet holes can be realized, whereby water can be prevented from seeping under the sealing elements 52 and 53.
  • these water outlet holes are arranged between locking parts of the respective locking element 23, 24, in particular viewed in the circumferential direction of the respective screw 35, 36.
  • the respective sealing element 52, 53 in particular viewed in its respective cross section, is L-shaped and/or has at least or exactly two lamellae in order to be able to realize a particularly advantageous, in particular radial and axial sealing effect. The same can be applied to the respective sealing element 42, 43 on or in the cover 39.
  • the respective sealing element 42, 43 in particular viewed in its respective cross section, is L-shaped and/or the respective sealing element 42, 43 has at least or exactly two lamellae, in particular in order to realize a particularly advantageous radial and axial sealing effect.
  • the locking parts form a segmented catch collar which is segmented in the circumferential direction of the respective screw 35, 36 in such a way that the respective water drainage opening is arranged between the respective locking parts in the circumferential direction of the respective screw 35, 36, in particular as the respective through-opening.
  • the line elements 6 and 7 are connected independently of one another and in particular successively to the line elements 10 and 11.
  • the respective casing 8, 9 is locked and thus pre-locked to the casing 12.
  • the respective casing 8, 9 is then screwed to the casing 12, in particular by pre-screwing and in particular by means of the screw elements 21 and 22.
  • This is followed, for example, by an electrical screw connection such that the screws 35 and 36 are screwed and in particular tightened or tightened.
  • the line element 6 is electrically contacted with the line element 10 and the line element 7 is electrically contacted with the line element 11, and the line elements 6 and 7 are also mechanically and firmly connected to the line elements 10 and 11.
  • the cover 39 is then mounted and screwed to the casing 12 as described. in particular by means of the screw element 50.
  • the respective screws can be mounted in a captive manner.
  • the temperature sensor 44 is, for example, a PTC element which is encased, in particular overmolded, with the casing 12.
  • the line 48 is a line of an on-board network, so that the first connection element 45 can be electrically connected to the on-board network via the connection elements 46 and 47.
  • the connection element 46 comprises a pin housing, in particular with an integrated stamped grid on both sides.
  • the connection element 47 which is designed, for example, as an on-board network plug, cannot be plugged directly into or onto the connection element 45, but must be electrically contacted with the connection element 45 via the connection element 46. This can ensure protection against faulty connections.
  • the following advantages can be realized:

Landscapes

  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung (3) einer ersten Kontaktierungseinrichtung (4) an einer zweiten Kontaktierungseinrichtung (5), bei welcher die zum Übertragen von elektrischer Energie vorgesehenen Kontaktierungseinrichtungen (4, 5) elektrisch miteinander kontaktiert sind, wobei die erste Kontaktierungseinrichtung (4) wenigstens zwei separat voneinander ausgebildete und zum Übertragen der elektrischen Energie ausgebildete Leitungselemente (6, 7) aufweist, nämlich ein erstes Leitungselement (6), welches von einer elektrisch isolierenden, ersten Umhüllung (8) ummantelt ist, und ein zweites Leitungselement (7), welches von einer elektrisch isolierenden, separat von der ersten Umhüllung (8) ausgebildeten, zweiten Umhüllung (9) ummantelt ist. Die zweite Kontaktierungseinrichtung (5) weist wenigstens zwei separat voneinander ausgebildete und zum Übertragen der elektrischen Energie ausgebildete Leitungselemente (10, 11) aufweist, nämlich ein drittes Leitungselement (10) und ein viertes Leitungselement (11), welche von einer dem dritten Leitungselement (10) und dem vierten Leitungselement (11) gemeinsamen, einstückig ausgebildeten, elektrisch isolierenden, dritten Umhüllung (12) ummantelt sind.

Description

Verbindungsanordnung einer ersten Kontaktierungseinrichtung an einer zweiten Kontaktierungseinrichtung sowie Kraftfahrzeug mit wenigstens einer solchen Verbindungsanordnung
Die Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung einer ersten Kontaktierungseinrichtung an einer zweiten Kontaktierungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer solchen Verbindungsanordnung.
Der DE 102015 216 567 A1 ist eine Vorrichtung zur Hochvolt-Kontaktierung eines Hybridmoduls als bekannt zu entnehmen. Die Vorrichtung weist eine Trägerplatte mit drei Stromschienen auf, die durch die Trägerplatte geführt sind. Des Weiteren ist aus der DE 102014 017 081 A1 eine Anschlussanordnung zum elektrischen Kontaktieren eines Batteriemoduls bekannt. Darüber hinaus offenbart die WO 2016/062736 A1 eine Anordnung zur Verbindung eines ersten elektrischen Leiters mit einem zweiten elektrischen Leiter.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verbindungsanordnung sowie ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Verbindungsanordnung zu schaffen, so dass Kontaktierungseinrichtungen auf besonders einfache Weise montiert und dadurch elektrisch miteinander verbunden werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Verbindungsanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 15 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung einer ersten Kontaktierungseinrichtung an einer zweiten Kontaktierungseinrichtung, insbesondere für ein einfach auch als Fahrzeug bezeichnetes Kraftfahrzeug. Dies bedeutet, dass das vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildete Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand die Verbindungsanordnung und somit die Kontaktierungseinrichtungen aufweist. Bei der Verbindungsanordnung sind die Kontaktierungseinrichtungen zum Übertragen von elektrischer Energie, mithin von elektrischen Strom vorgesehen und somit ausgebildet, wobei die Kontaktierungseinrichtungen elektrisch miteinander kontaktiert, mithin elektrisch miteinander verbunden sind. Somit kann beispielsweise die elektrische Energie von der ersten Kontaktierungseinrichtung auf die zweite Kontaktierungseinrichtung und/oder umgekehrt übertragen werden. Insbesondere handelt es sich bei der elektrischen Energie um eine Hochspannung oder die elektrische Energie umfasst eine Hochspannung. Mit anderen Worten sind die Kontaktierungseinrichtungen vorzugsweise dazu ausgebildet, einen elektrischen Strom mit einer Hochspannung zu übertragen. Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung ist unter einer Hochspannung und somit unter der zuvor genannten Hochspannung eine elektrische Spannung zu verstehen, welche größer als 50 Volt, insbesondere größer als 60 Volt, ist, und ganz vorzugsweise mehrere hundert Volt beträgt.
Um nun die Kontaktierungseinrichtungen besonders einfach und somit zeit- und kostengünstig elektrisch miteinander kontaktieren und in der Folge die Verbindungsanordnung besonders einfach und somit besonders zeit- und kostengünstig montieren und somit herstellen zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die erste Kontaktierungseinrichtung wenigstens oder genau zwei separat voneinander ausgebildete und zum Übertragen der elektrischen Energie ausgebildete Leitungselemente aufweist, nämlich ein erstes Leitungselement und ein zweites Leitungselement. Vorzugsweise sind das erste Leitungselement und das zweite Leitungselement als jeweilige Festkörper ausgebildet. Insbesondere sind das erste Leitungselement und das zweite Leitungselement galvanisch voneinander getrennt beziehungsweise elektrisch voneinander isoliert. Das erste Leitungselement ist von einer elektrisch isolierenden, ersten Umhüllung ummantelt. Das zweite Leitungselement ist von einer separat von der ersten Umhüllung ausgebildeten, zweiten Umhüllung ummantelt. Unter dem Merkmal, dass die erste Umhüllung und die zweite Umhüllung separat voneinander ausgebildet sind, ist insbesondere zu verstehen, dass die erste Umhüllung und die zweite Umhüllung nicht einstückig miteinander ausgebildet sind, das heißt nicht aus einem einzigen Stück gebildet sind, sondern die erste Umhüllung und die zweite Umhüllung sind separat voneinander ausgebildet. Vorzugsweise sind die erste Umhüllung und die zweite Umhüllung als jeweilige Festkörper ausgebildet.
Die zweite Kontaktierungseinrichtung weist wenigstens oder genau zwei separat voneinander ausgebildete und zum Übertragen der elektrischen Energie ausgebildete Leitungselemente auf, nämlich ein drittes Leitungselement und ein viertes Leitungselement. Vorzugsweise sind das dritte Leitungselement und das vierte Leitungselement als jeweilige Festkörper ausgebildet. Beispielsweise ist das erste Leitungselement aus einem ersten metallischen Werkstoff gebildet, beispielsweise ist das zweite Leitungselement aus einem zweiten metallischen Werkstoff gebildet. Der zweite metallische Werkstoff und der erste metallische Werkstoff können gleich sein. Beispielsweise handelt es sich bei dem ersten metallischen Werkstoff und/oder dem zweiten metallischen Werkstoff um Aluminium beziehungsweise um eine Aluminiumlegierung. Vorzugsweise ist das dritte Leitungselement aus einem dritten metallischen Werkstoff und/oder das vierte Leitungselement aus einem vierten metallischen Werkstoff gebildet, wobei es denkbar ist, dass der dritte metallische Werkstoff und der vierte metallische Werkstoff gleich sind. Es ist denkbar, dass sich der dritte beziehungsweise vierte Werkstoff von dem ersten beziehungsweise zweiten Werkstoff unterscheidet, oder der erste metallische Werkstoff, der zweite metallische Werkstoff, der dritte metallische Werkstoff und der vierte metallische Werkstoff sind gleiche. Beispielsweise kann es sich bei dem dritten beziehungsweise vierten metallischen Werkstoff um Kupfer beziehungsweise um eine Kupferlegierung handeln. Das dritte Leitungselement und das vierte Leitungselement sind von einer dem dritten Leitungselement und dem vierten Leitungselement gemeinsamen, einstückig ausgebildeten, elektrisch isolierenden und separat von der ersten Umhüllung und separat von der zweiten Umhüllung ausgebildeten, dritten Umhüllung ummantelt. Vorzugsweise ist die jeweilige Umhüllung als ein jeweiliger Festkörper ausgebildet. Da die jeweilige Umhüllung das jeweilige Leitungselement elektrisch isoliert, ist die jeweilige Umhüllung vorzugsweise als ein jeweiliger, elektrischer Isolator, mithin als ein jeweiliger Nichtleiter ausgebildet, dessen elektrische Leitfähigkeit vorzugsweise weniger als 10'8 S*crrr1 beträgt. Insbesondere ist es vorgesehen, dass das dritte Leitungselement und das vierte Leitungselement galvanisch voneinander getrennt beziehungsweise elektrisch voneinander isoliert sind, insbesondere mittels der dritten Umhüllung. Ferner ist es denkbar, dass das erste Leitungselement und das zweite Leitungselement mittels der ersten Umhüllung und mittels der zweiten Umhüllung elektrisch voneinander isoliert beziehungsweise galvanisch voneinander getrennt sind. Unter dem Merkmal, dass die dritte Umhüllung einstückig ausgebildet ist, ist zu verstehen, dass die dritte Umhüllung aus einem einzigen Stück gebildet ist, so dass die dritte Umhüllung als ein Monoblock ausgebildet oder durch einen Monoblock gebildet ist. Insbesondere ist es denkbar, dass das erste Leitungselement mit der ersten Umhüllung, insbesondere direkt, umspritzt ist, so dass beispielsweise die erste Umhüllung, insbesondere direkt, an das erste Leitungselement angespritzt ist. Ferner ist es denkbar, dass das zweite Leitungselement mit der zweiten Umhüllung, insbesondere direkt, umspritzt ist, so dass beispielsweise die zweite Umhüllung, insbesondere direkt, an das zweite Leitungselement angespritzt ist. Ferner ist es möglich, dass das dritte Leitungselement und das vierte Leitungselement, insbesondere direkt, mit der dritten Umhüllung umspritzt sind, so dass beispielsweise die dritte Umhüllung, insbesondere direkt, an das dritte Leitungselement und das vierte Leitungselement angespritzt ist. Insbesondere ist es denkbar, dass die jeweilige Umhüllung aus einem jeweiligen Kunststoff gebildet ist. Ganz insbesondere ist die jeweilige Umhüllung durch Spritzgießen, insbesondere durch Kunststoff-Spritzgießen, hergestellt, so dass beispielsweise das jeweilige Leitungselement durch das Spritzgießen, insbesondere durch das Kunststoff-Spritzgießen, mit der jeweiligen Umhüllung ummantelt ist. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die jeweilige Umhüllung durch das Spritzgießen, insbesondere durch das Kunststoff- Spritzgießen, an das jeweilige Leitungselement, insbesondere direkt, angespritzt ist. Es ist denkbar, dass die erste Umhüllung an sich, das heißt für sich alleine betrachtet, einstückig ausgebildet und somit aus einem einzigen Stück gebildet ist. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die zweite Umhüllung an sich, das heißt für sich alleine betrachtet, einstückig ausgebildet und somit aus einem einzigen Stück gebildet ist.
Des Weiteren ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das erste Leitungselement mit dem dritten Leitungselement und das zweite Leitungselement mit dem vierten Leitungselement über jeweilige, insbesondere als Durchgangsöffnungen ausgebildete Ausnehmungen der Umhüllungen elektrisch kontaktiert, das heißt verbunden ist.
Das jeweilige Leitungselement ist beispielsweise als eine Stromschiene, insbesondere als eine Hochvolt-Stromschiene, ausgebildet. Dabei ist es insbesondere denkbar, dass das jeweilige Leitungselement zwei einander gegenüberliegende Breitseiten und zwei einander gegenüberliegende und zwischen den Breitseiten angeordnete Schmalseiten aufweist. Ferner ist es denkbar, dass das jeweilige Leitungselement einen rechteckigen Querschnitt aufweist. Einerseits ist es durch die Erfindung möglich, das dritte Leitungselement und das vierte Leitungselement insbesondere dadurch, dass das dritte Leitungselement und das vierte Leitungselement von der gemeinsamen, dritten Umhüllung ummantelt und somit umhüllt sind, gleichzeitig handzuhaben beziehungsweise zu manipulieren und somit besonders einfach und somit zeit- und kostengünstig zu montieren. Andererseits können das erste Leitungselement und das zweite Leitungselement dadurch, dass sie einzeln von der ersten Umhüllung und der zweiten Umhüllung ummantelt und somit umhüllt sind, vorteilhaft relativ zueinander und relativ zu dem dritten Leitungselement und vierten Leitungselement bewegt werden, so dass insbesondere Toleranzen besonders vorteilhaft ausgeglichen werden können. Dadurch kann die Verbindungsanordnung insgesamt besonders zeit- und kostengünstig hergestellt, mithin montiert werden. Der Erfindung liegen dabei insbesondere die folgenden Erkenntnisse und Überlegungen zugrunde: In Fahrzeugen wie beispielsweise Elektrofahrzeugen, insbesondere batterieelektrischen Fahrzeugen, werden für die Verkabelung von Komponenten überwiegend flexible Rundleiter in einem Hochvolt- Bordnetz angewendet. Mit zunehmender Leistungssteigerung jedoch ist ein Einsatz von zumindest im Wesentlichen starren Leitungen wie Stromschienen oder Stromrohren zielführend, um einen Kosten- und Bauraumvorteil in der Entwicklung zu erreichen. Diese starren, einfach auch als Leitungen bezeichneten Leitungselemente haben jedoch einen technischen Nachteil, dass ihre Flexibilität insbesondere bezüglich Biegung limitiert ist. Dies bedeutet, dass ein Kraftaufwand, welcher für eine Positionsverschiebung des jeweiligen Leitungselements, insbesondere relativ zu einer jeweiligen Kontaktierungsschnittstelle umso größer ist, je kleiner eine Distanz einer Leitungsfixierung beispielsweise an einer Karosserie oder an einer umliegenden Komponente zu der Kontaktierungsschnittstelle ist. Zusätzlich muss üblicherweise bei einem Flachleiter eine Position einer Biegung berücksichtigt werden, denn eine Biegekraft ist an einer langen Kante, mithin an der genannten Breitseite viel kleiner als an einer kurzen Kante, mithin als an der jeweiligen, genannten Schmalseite.
Als Kontaktierungstechnologie kann eine solche Kontaktierungstechnologie zum Einsatz kommen, die eine Direktkontaktierung mittels einer beispielsweise metrischen Schraube vorsieht oder umfasst, um beispielsweise eine erforderliche Kontaktnormalkraft für eine sichere Stromtragfähigkeit zu erzeugen. An Kontaktflächen von Leitungselementen beziehungsweise Kontakthülsen kann beispielsweise je nach Anforderung eine galvanische Edelmetallbeschichtung wie beispielsweise Zinn, Silber und/oder dergleichen zum Einsatz kommen, um einen guten elektrischen Übergangswiderstand zu garantieren. Bei einer Leitung aus einer Aluminiumlegierung wird für eine mehrfach lösbare Kontaktierung in einer Kontaktzone nach heutigem Stand der Technik mindestens eine Kontakthülse aus einer Kupferlegierung sowie eine galvanische Edelmetallbeschichtung an der Kontaktzone vorgesehen. Die Kontakthülsen können eine stoffschlüssige Verbindung mit den beispielsweise aus Aluminium gebildeten und somit als Aluminiumschienen ausgebildeten Stromschienen aufweisen. Je nach Ausführung und Anforderung einer jeweiligen Kontaktierungsstelle kann zwischen Kontaktierungsstellen eine ebene oder konusförmige oder strukturierte Fläche vorgesehen sein, welche durch eine äußere Schraube eine vorteilhafte und erforderliche Mindestkontaktnormalkraft erzeugen kann. In einer Fahrzeugintegration kann es aus Montierbarkeitsgründen vorkommen, einen Leitungssatz zusätzlich aufzutrennen, damit ein jeweiliges Fahrzeug ohne zusätzliche Montageaufwände oder Bauteilzusatzvarianten zusammengebaut werden kann. Ein Leitungssatz mit je einem Stecker an jeweiligen Enden mit dieser funktionalen Trennmöglichkeit wird je nach Ausführung der Leiteranzahl als x-polige Trennstelle bezeichnet. Bezogen auf die erfindungsgemäße Verbindungsanordnung ist es somit beispielsweise vorgesehen, dass das erste Leitungselement mit dem dritten Leitungselement an einer auch als erste Trennstelle bezeichneten, ersten Kontaktstelle elektrisch kontaktiert ist. Demzufolge ist beispielsweise das zweite Leitungselement mit dem vierten Leitungselement als eine auch als zweite Trennstelle bezeichneten, zweiten Kontaktstelle elektrisch kontaktiert. Beispielsweise sind die Leitungselemente bei der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung als zumindest im Wesentlichen starre Stromschienen ausgebildet, wobei die Erfindung eine besonders vorteilhaft und dabei zeit- und kostengünstig durchführbare Montierbarkeit realisiert. Bei herkömmlichen Lösungen existieren üblicherweise zumindest die folgenden Nachteile:
- eingeschränkte Anzahl an Montagelösungsoptionen
- bei mehrpoliger Kontaktierung ist ein Toleranzausgleich zwischen zwei Trennstellenhälften nur sehr eingeschränkt umsetzbar, das heißt, die Montierbarkeit ist aufgrund von Positions- und Fertigungstoleranzen nicht oder mit nur erhöhtem Kraftaufwand möglich, da insbesondere eine Biegekraft in Kubik mit der Stromschienenhöhe zunimmt
- mögliches Beschädigungsrisiko an der Schnittstelle sowie Umgebungskomponenten gegeben
- der Einsatz von einpoligen Kontaktierungssystemen für eine Trennstelle von mehrpoligen Leitungssätzen erhöht Kosten bei zusätzlicher Sicherheitssensorik wie Temperatursensoren, HV-Interlock, da diese für jeden Kontakt umgesetzt werden müssen.
Die zuvor genannten Nachteile können durch die Erfindung vermieden werden. Dabei bilden beispielsweise das erste Leitungselement und die erste Umhüllung, welche auch als erste Ummantelung bezeichnet wird, einen, insbesondere genau, einpoligen, ersten Teil, und demzufolge bilden beispielsweise das zweite Leitungselement und die zweite Umhüllung, welche auch als zweite Ummantelung bezeichnet wird, einen, insbesondere genau, einpoligen, zweiten Teil. Das dritte Leitungselement und das vierte Leitungselement und die dritte Umhüllung, welche auch als dritte Ummantelung bezeichnet wird, bilden einen, insbesondere genau, zweipoligen, dritten Teil, welcher insbesondere aufgrund der einstückigen Ausgestaltung der dritten Umhüllung als Ganzes, das heißt als ganze Einheit gehandhabt werden kann. Dadurch kann eine flexible und somit zeit- und kostengünstige Montage dargestellt werden.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die erste Umhüllung und die zweite Umhüllung mit der dritten Umhüllung über jeweilige, als Langlöcher ausgebildete Durchgangsöffnungen mechanisch verbunden. Die Langlöcher ermöglichen einen Toleranzausgleich, mithin einen Ausgleich von beispielsweise fertigungsbedingten und/oder montagebedingten Toleranzen, insbesondere dadurch, dass die erste Umhüllung und die zweite Umhüllung jeweils in mehreren, voneinander unterschiedlichen Positionen relativ zu der dritten Umhüllung positioniert und in der jeweiligen Position an der dritten Umhüllung befestigt werden kann.
Um dabei Toleranzen besonders einfach und vorteilhaft und somit zeit- und kostengünstig ausgleichen zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Langlöcher in der dritten Umhüllung ausgebildet sind. Hierunter ist insbesondere Folgendes zu verstehen: Da die dritte Umhüllung einstückig ausgebildet ist, mithin aus einem einzigen Stück gebildet ist, ist oder bildet die dritte Umhüllung einen einstückig ausgebildeten, mithin aus einem einzigen Stück gebildeten Körper, welcher insbesondere der zuvor genannte Monoblock ist. Dadurch durchdringen die Durchgangsöffnungen einen Teilbereich des Körpers. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass die Durchgangsöffnungen voneinander getrennt sind. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass zwischen den Durchgangsöffnungen ein insbesondere als Festkörper ausgebildeter Wandungsbereich der Durchgangsöffnungen angeordnet ist.
Um die Verbindungsanordnung besonders einfach und somit zeit- und kostengünstig herstellen, mithin montieren und dabei Toleranzen besonders vorteilhaft ausgleichen zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die jeweiligen Durchgangsöffnungen von jeweiligen Schraubelementen durchdrungen sind, mittels welchen die erste Umhüllung und die zweite Umhüllung mit der dritten Umhüllung verschraubt und dadurch mechanisch mit der dritten Umhüllung verbunden sind. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass beispielsweise eine erste der Durchgangsöffnungen von, insbesondere genau, einem ersten der Schraubelemente durchdrungen ist, und eine zweite der Durchgangsöffnungen ist von, insbesondere genau, einem zweiten der Schraubelemente durchdrungen. Mittels des ersten Schraubelements ist beispielsweise die erste Umhüllung mit der dritten Umhüllung verschraubt, mithin an die dritte Umhüllung angeschraubt, wodurch die erste Umhüllung mechanisch mit der dritten Umhüllung verbunden ist. Mittels des zweiten Schraubelements ist beispielsweise die zweite Umhüllung mit der dritten Umhüllung verschraubt, mithin an die dritte Umhüllung angeschraubt, wodurch die zweite Umhüllung mechanisch mit der dritten Umhüllung verbunden ist.
Bei einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die erste Umhüllung und die zweite Umhüllung mit der dritten Umhüllung mittels jeweiliger Rastelemente verrastet. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass die erste Umhüllung mit der dritten Umhüllung mittels erster der Rastelemente verrastet ist, und die zweite Umhüllung ist mit der dritten Umhüllung mittels zweiter der Rastelemente verrastet, wodurch die erste Umhüllung und die zweite Umhüllung mechanisch mit der dritten Umhüllung verbunden sind. Insbesondere in Kombination mit der zuvor beschriebenen Verschraubung der ersten Umhüllung und der zweiten Umhüllung mit der dritten Umhüllung kann die jeweilige Verrastung eine Vorverrastung sein, so dass die Verbindungsanordnung beispielsweise derart hergestellt werden kann: Zunächst wird beispielsweise die erste Umhüllung mit der dritten Umhüllung verrastet. Ferner wird beispielsweise zunächst die zweite Umhüllung mit der dritten Umhüllung verrastet. Dadurch sind die erste Umhüllung und die zweite Umhüllung mechanisch mit der dritten Umhüllung verbunden. Um die erste Umhüllung und die zweite Umhüllung einfach und fest an der dritten Umhüllung zu befestigen, werden die erste Umhüllung und die zweite Umhüllung daraufhin, das heißt nach dem Verrasten mit der dritten Umhüllung verschraubt. Dadurch kann eine besonders einfache und somit zeit- und kostengünstig durchführbare Montage dargestellt werden.
In weiterer, besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist dem ersten Leitungselement eine erste Kontakthülse zugeordnet, welche separat von dem ersten Leitungselement, insbesondere separat von den Leitungselementen, ausgebildet und, insbesondere direkt, elektrisch mit dem ersten Leitungselement kontaktiert ist. Dem zweiten Leitungselement ist eine zweite Kontakthülse zugeordnet, welche separat von dem zweiten Leitungselement, insbesondere separat von den Leitungselementen, ausgebildet und elektrisch mit dem zweiten Leitungselement kontaktiert ist. Dem dritten Leitungselement ist eine dritte Kontakthülse zugeordnet, welche separat von dem dritten Leitungselement, insbesondere separat von den Leitungselementen, ausgebildet und elektrisch mit dem dritten Leitungselement kontaktiert ist. Dem vierten Leitungselement ist eine vierte Kontakthülse zugeordnet, welche separat von dem vierten Leitungselement, insbesondere separat von den Leitungselementen, ausgebildet und elektrisch mit dem vierten Leitungselement kontaktiert ist. Da den jeweiligen Leitungselementen die jeweilige Kontakthülse zugeordnet ist, ist umgekehrt betrachtet der jeweiligen Kontakthülse das jeweilige Leitungselement zugeordnet. Insbesondere ist es denkbar, dass die jeweilige Kontakthülse direkt mit dem jeweiligen, zugeordneten Leitungselement kontaktiert ist. Ganz insbesondere ist es vorgesehen, dass die Kontakthülsen separat voneinander ausgebildet sind. Es ist denkbar, dass die jeweilige Kontakthülse und das jeweilige, zugeordnete Leitungselement aus voneinander unterschiedlichen, insbesondere metallischen, Werkstoffen gebildet sind. Somit ist es denkbar, dass die jeweilige Kontakthülse aus Kupfer beziehungsweise aus einer Kupferlegierung gebildet ist. Dabei ist beispielsweise das jeweilige Leitungselement aus Aluminium beziehungsweise einer Aluminiumlegierung gebildet. Somit ist es insbesondere denkbar, dass die Leitungselemente aus dem gleichen, insbesondere metallischen, Werkstoff wie beispielsweise Aluminium beziehungsweise einer Aluminiumlegierung gebildet sind. Ferner ist es denkbar, dass die Kontakthülsen aus dem gleichen, insbesondere metallischen, Werkstoff wie beispielsweise Kupfer beziehungsweise einer Kupferlegierung gebildet sind.
Über die Ausnehmungen ist die erste Kontakthülse mit der dritten Kontakthülse und die zweite Kontakthülse mit der vierten Kontakthülse, insbesondere jeweils direkt, elektrisch kontaktiert, wodurch die Verbindungsanordnung besonders einfach und somit besonders zeit- und kostengünstig hergestellt und montiert werden kann.
Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn der dritten Kontakthülse und der vierten Kontakthülse jeweils ein elektrisch isolierendes Berührschutzelement zugeordnet ist, welches die jeweilige Kontakthülse, welcher das jeweilige Berührschutzelement zugeordnet ist, in axialer Richtung der jeweiligen Kontakthülse überragt. Beispielsweise ist das jeweilige Berührschutzelement separat von der dritten Umhüllung ausbildet und zumindest mittelbar, insbesondere direkt, an der dritten Umhüllung gehalten. Da das jeweilige Berührschutzelement elektrisch isolierend ausgebildet ist, ist das jeweilige Berührschutzelement vorzugsweise ein Isolator, mithin ein elektrischer Nichtleiter, dessen elektrische Leitfähigkeit weniger als 10'8 S*cm-1 beträgt. Hierdurch kann auf besonders einfache Weise eine besonders hohe Sicherheit dargestellt werden, so dass die Verbindungsanordnung beispielsweise von einer Person besonders einfach und somit zeit- und kostengünstig hergestellt beziehungsweise montiert werden kann.
Um die Kontaktierungseinrichtungen, insbesondere die Leitungselemente, besonders einfach und somit besonders zeit- und kostengünstig sowie besonders sicher und fest miteinander, insbesondere elektrisch und mechanisch, verbinden zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der dritten Kontakthülse eine erste Gewindehülse zugeordnet ist, welche separat von der dritten Kontakthülse, insbesondere separat von den Kontakthülsen, ausgebildet und mit der dritten Kontakthülse, insbesondere direkt, verbunden, beispielsweise verschweißt oder verlötet, ist. Der vierten Kontakthülse ist eine zweite Gewindehülse zugeordnet, welche separat von der vierten Kontakthülse, insbesondere separat von den Kontakthülsen, ausgebildet und mit der vierten Kontakthülse, insbesondere direkt, verbunden, insbesondere verschweißt oder verlötet, ist. Dabei ist eine die erste Kontakthülse durchdringende und in die dritte Kontakthülse und in die erste Gewindehülse eingeschraubte, erste Schraube vorgesehen, welche insbesondere zusätzlich zu den zuvor genannten Schraubelementen vorgesehen ist. Insbesondere ist die erste Schraube direkt in die erste Gewindehülse eingeschraubt. Hierfür weist beispielsweise die erste Schraube ein erstes Außengewinde und die erste Gewindehülse ein erstes Innengewinde auf, wobei das erste Außengewinde direkt in das erste Innengewinde eingeschraubt sein kann. Mittels der ersten Schraube ist die erste Kontakthülse, insbesondere direkt, gegen die dritte Kontakthülse geschraubt, wodurch die erste Kontakthülse und die dritte Kontakthülse und darüber das erste Leitungselement und das dritte Leitungselement elektrisch miteinander kontaktiert sind. Außerdem sind hierdurch beispielsweise das erste Leitungselement und das dritte Leitungselement und die erste Kontakthülse und die dritte Kontakthülse mechanisch miteinander verbunden.
Vorgesehen ist auch eine insbesondere zusätzlich zu den Schraubelementen und zusätzlich zu der ersten Schraube vorgesehene, zweite Schraube, welche die zweite Kontakthülse durchdringt und in die vierte Kontakthülse und in die zweite Gewindehülse eingreift und in die zweite Gewindehülse, insbesondere direkt, eingeschraubt ist. Hierfür weist beispielsweise die zweite Schraube ein zweites Außengewinde und die zweite Gewindehülse ein zweites Innengewinde auf, in welches beispielsweise das zweite Außengewinde direkt eingeschraubt ist. Mittels der zweiten Schraube ist die zweite Kontakthülse, insbesondere direkt, gegen die vierte Kontakthülse geschraubt, wodurch die zweite Kontakthülse und die vierte Kontakthülse und darüber das zweite Leitungselement und das vierte Leitungselement elektrisch miteinander kontaktiert und insbesondere mechanisch miteinander verbunden sind.
Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die Verbindungsanordnung einen separat von den Umhüllungen und separat von den Schrauben ausgebildeten und vorzugsweise elektrisch isolierenden, mithin als einen Nichtleiter ausgebildeten Deckel aufweist, welcher mechanisch mit der ersten Umhüllung und/oder mechanisch mit der zweiten Umhüllung verbunden ist und die Schrauben in axialer Richtung der jeweiligen Schrauben vollständig abdeckt. Dadurch kann beispielsweise in vollständig hergestelltem Zustand der Verbindungsanordnung der Deckel einen unerwünschten, direkten Kontakt beispielsweise zwischen einer Person und den Schrauben vermeiden, so dass eine besonders hohe Sicherheit darstellbar ist. Dabei kann die Verbindungsanordnung besonders zeit- und kostengünstig hergestellt werden. Beispielsweise ist der Deckel aus einem insbesondere elektrisch isolierenden Kunststoff, wie beispielsweise dem zuvor Kunststoff gebildet.
Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn der Deckel gegen die erste Umhüllung und gegen die zweite Umhüllung über jeweilige Dichtungselemente abgedichtet ist. Dadurch kann eine besonders hohe Sicherheit realisiert werden, und die Verbindungsanordnung kann besonders zeit- und kostengünstig hergestellt, mithin montiert werden.
Bei einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist in die dritte Umhüllung wenigstens oder genau ein zum Erfassen einer Temperatur ausgebildeter Temperatursensor eingebettet. Der Temperatursensor ist mit einem Verbindungselement verbunden, insbesondere derart, dass ein von dem Temperatursensor bereitgestelltes oder bereitstellbares, elektrisches Signal, welches die mittels des Temperatursensors erfasste Temperatur charakterisiert, von dem Temperatursensor an oder auf das auch als Anschlusselement bezeichnete Verbindungselement übertragbar ist. Das Verbindungselement wird auch als erstes Verbindungselement oder erstes Anschlusselement bezeichnet. Über das erste Anschlusselement kann das von dem Temperatursensor bereitstellbare oder bereitgestellte, elektrische, die mittels des Temperatursensors erfasste Temperatur charakterisierende Signal bereitgestellt werden. Insbesondere handelt es sich bei dem ersten Anschlusselement um ein erstes Steckelement, welches auch als erster Stecker bezeichnet wird.
Der Temperatursensor ist oder bildet beispielsweise eine Sensorik oder ist Bestandteil einer Sensorik, mittels welcher die Verbindungsanordnung vorteilhaft überwacht werden kann. Durch die Einbettung des Temperatursensors in die dritte Umhüllung ist der Temperatursensor in und somit an der dritten Umhüllung angeordnet, so dass eine prozesssichere Detektion der Temperatur und somit eine prozesssichere Überwachung der Verbindungsanordnung realisiert werden kann. Der Temperatursensor kann entweder einpolig oder mehrpolig, insbesondere in Reihe, mit einem so genannten, beispielsweise als HV-Interlock ausgebildeten Interlock verschaltet sein (HV - Hochspannung), so dass beispielsweise eine nur zweipolige, das heißt genau zweipolige Signalleitung für eine Auswertung notwendig oder vorgesehen ist. Beispielsweise kann das Signal an die einfach auch als Leitung bezeichnete Signalleitung übertragen werden. Insbesondere kann das Signal an eine Auswerteelektronik übertragen und von der Auswerteelektronik empfangen werden, insbesondere über die Leitung und somit über das erste Anschlusselement. In Abhängigkeit von der Temperatur kann ein elektrischer Widerstand, insbesondere dessen Widerstandswerthöhe ermittelt und somit identifiziert werden.
Insbesondere kann die Auswerteelektronik durch die Ermittlung der Temperatur und somit der Widerstandswerthöhe eindeutig identifizieren, ob beispielsweise ein Interlock geöffnet (Widerstandswerthöhe unendlich) oder geschlossen (Widerstandswert plausibel in Abhängigkeit von der Temperatur) ist und ob der Temperatursensor in einem plausiblen Bereich arbeitet. Mit anderen Worten kann in Abhängigkeit von der Temperatur mittels der Auswerteelektronik die Verbindungsanordnung überwacht werden.
Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn der Deckel ein mit dem ersten Anschlusselement korrespondierendes, separat von dem ersten Anschlusselement ausgebildetes, zweites Anschlusselement aufweist, welches beispielsweise als ein zweites Steckelement, das heißt als ein zweiter Stecker ausgebildet ist. Dabei sind das erste Anschlusselement und das zweite Anschlusselement, insbesondere zerstörungsfrei lösbar, ineinander gesteckt und dadurch elektrisch miteinander kontaktiert und vorzugsweise auch mechanisch miteinander verbunden, wodurch das Signal von dem ersten Anschlusselement auf das zweite Anschlusselement übertragbar ist. Somit kann auf besonders einfache Weise eine besonders hohe Sicherheit realisiert werden, insbesondere dadurch oder derart, dass der auch als Servicedeckel bezeichnete Deckel konstruktiv so gestaltet ist, dass dieser erst mit der ersten Umhüllung und/oder mit der zweiten Umhüllung fixierbar ist oder fixiert wird und eine auch als Signalkontaktierung bezeichnete Kontaktierung des ersten Anschlusselements beispielsweise durch die zuvor genannte Leitung erst dann ermöglicht, wenn der Deckel mit der ersten Umhüllung und/oder der zweiten Umhüllung verbunden und dabei oder dadurch das zweite Anschlusselement mit dem ersten Anschlusselement elektrisch kontaktiert ist.
Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn ein separat von dem ersten Anschlusselement und separat von dem zweiten Anschlusselement ausgebildetes, drittes Anschlusselement vorgesehen ist, welche auch als dritter Stecker oder drittes Steckelement bezeichnet wird oder ausgebildet sein kann. Dabei sind das zweite Anschlusselement und das dritte Anschlusselement, insbesondere zerstörungsfrei lösbar, ineinander gesteckt und dadurch elektrisch miteinander kontaktiert und vorzugsweise mechanisch miteinander verbunden, wodurch das Signal von dem zweiten Anschlusselement auf das dritte Anschlusselement übertragbar ist. Beispielsweise ist das dritte Anschlusselement Bestandteil der zuvor genannten Leitung. Beispielsweise kann das dritte Anschlusselement nicht direkt mit dem ersten Anschlusselement elektrisch kontaktiert werden, sondern das dritte Anschlusselement ist nur unter Vermittlung des zweiten Anschlusselements mit dem ersten Anschlusselement elektrisch kontaktierbar, so dass beispielsweise das dritte Anschlusselement erst dann mittelbar mit dem ersten Anschlusselement elektrisch kontaktiert werden kann, wenn das zweite Anschlusselement montiert und dabei elektrisch mit dem ersten Anschlusselement kontaktiert ist. Dabei kann das dritte Anschlusselement nur unter Vermittlung des zweiten Anschlusselements mit dem ersten Anschlusselement elektrisch kontaktiert werden, so dass die Leitung erst bei montiertem Deckel montiert werden kann. Dadurch kann auf besonders einfache Weise eine besonders hohe Sicherheit gewährleistet werden.
Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die erste Umhüllung und die zweite Umhüllung gegen die dritte Umhüllung über jeweilige Dichtungselemente abgedichtet ist, wodurch auf besonders einfache und kostengünstige Weise eine besonders hohe Sicherheit dargestellt werden kann.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein einfach auch als Fahrzeug bezeichnetes Kraftfahrzeug, welches vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildet ist. Das Kraftfahrzeug gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung weist wenigstens eine Verbindungsanordnung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung auf. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mit den zugehörigen Zeichnungen. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung zweier Komponenten eines
Kraftfahrzeugs, wobei die Komponenten mittels einer Verbindungsanordnung elektrisch miteinander verbunden sind;
Fig. 2 eine schematische und geschnittene Seitenansicht der
Verbindungsanordnung; Fig. 3 eine schematische Draufsicht der Verbindungsanordnung;
Fig. 4 eine schematische Perspektivansicht der Verbindungsanordnung;
Fig. 5 ausschnittsweise eine weitere schematische Draufsicht der
Verbindungsanordnung;
Fig. 6 ausschnittsweise eine weitere schematische Perspektivansicht der
Verbindungsanordnung;
Fig. 7 eine schematische Perspektivansicht einer dritten Umhüllung der
Verbindungsanordnung;
Fig. 8 ausschnittsweise eine weitere schematische Schnittansicht der
Verbindungsanordnung;
Fig. 9 eine schematische und perspektivische Unteransicht eines Deckels der
Verbindungsanordnung;
Fig. 10 ausschnittsweise eine schematische und perspektivische Draufsicht der
Verbindungsanordnung;
Fig. 11 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht von
Leitungselementen der Verbindungsanordnung; und
Fig. 12 ausschnittsweise eine weitere schematische Perspektivansicht der
Verbindungsanordnung.
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung zwei Komponenten 1 und 2 eines auch als Fahrzeug bezeichneten Kraftfahrzeugs, welches vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen ausgebildet ist und in seinem vollständig hergestellten Zustand die Komponenten 1 und 2 aufweist. Die Komponenten 1 und 2 sind über eine in Fig. 1 besonders schematisch dargestellte Verbindungsanordnung 3 elektrisch miteinander verbunden, so dass beispielsweise elektrische Energie über die Verbindungsanordnung 3 von einer der Komponenten 1, 2 auf die andere Komponente 2, 1 übertragen werden kann und/oder umgekehrt. Unter der Übertragung der elektrischen Energie ist insbesondere zu verstehen, dass ein elektrischer Strom mit einer elektrischen Spannung übertragen wird. Ganz vorzugsweise handelt es sich bei der elektrischen Spannung um eine auch als Hochvolt-Spannung bezeichnete Hochspannung, so dass die elektrische Spannung vorzugsweise größer als 50 Volt, insbesondere größer als 60 Volt, ist und ganz vorzugsweise mehrere hundert Volt beträgt. Somit ist die Übertragungsanordnung 3 insbesondere dazu ausgebildet, elektrische Ströme mit einer elektrischen Spannung zu übertragen, welche größer als 50 Volt, insbesondere größer als 60 Volt, ist und ganz vorzugsweise mehrere hundert Volt beträgt. Beispielsweise ist eine der Komponenten 1 , 2 als eine elektrische Maschine ausgebildet, durch welche das Fahrzeug, insbesondere rein, elektrisch angetrieben werden kann. Die andere Komponente 2, 1 ist beispielsweise als ein elektrischer Energiespeicher ausgebildet, welcher insbesondere als Batterie, insbesondere als Hochvolt-Batterie, ausgebildet sein kann. Die elektrische Maschine und der elektrische Energiespeicher sind vorzugsweise Hochvolt-Komponenten, deren jeweilige elektrische Spannung, insbesondere elektrische Betriebs- und Nennspannung, vorzugsweise größer als 50 Volt, insbesondere größer als 60 Volt, ist und ganz vorzugsweise mehrere hundert Volt beträgt.
Besonders gut aus Fig. 2 ist erkennbar, dass bei der Verbindungsanordnung 3 eine erste Kontaktierungseinrichtung 4 an einer zweiten Kontaktierungseinrichtung 5 angeordnet ist, derart, dass die zum Übertragen der elektrischen Energie vorgesehenen und somit ausgebildeten Kontaktierungseinrichtungen 4 und 5 elektrisch miteinander kontaktiert sind. Dabei weist die erste Kontaktierungseinrichtung 4 zwei separat voneinander ausgebildete und zum Übertragen der elektrischen Energie ausgebildete Leitungselemente auf, nämlich ein erstes Leitungselement 6 und ein zweites Leitungselement 7. Die Leitungselemente 6 und 7 sind bei in den Fig. gezeigten Ausführungsbeispiel als Stromschienen ausgebildet. Das jeweilige Leitungselement 6, 7 ist als ein Festkörper ausgebildet. Das jeweilige Leitungselement 6, 7 ist aus einem metallischen Werkstoff, vorliegend aus Aluminium, insbesondere aus einer Aluminiumlegierung, gebildet. Insbesondere sind die Leitungselemente 6 und 7 galvanisch voneinander getrennt beziehungsweise elektrisch voneinander isoliert. Besonders gut in Zusammenschau mit Fig. 3 ist erkennbar, dass das erste Leitungselement 6, insbesondere direkt, von einer elektrisch isolierenden, ersten Umhüllung 8 ummantelt ist. Außerdem ist das zweite Leitungselement 7, insbesondere direkt, von einer elektrisch isolierenden, separat von der ersten Umhüllung 8 ausgebildeten, zweiten Umhüllung 9 ummantelt. Die Umhüllungen 8 und 9 werden auch als Ummantelungen bezeichnet. Es ist erkennbar, dass die Leitungselemente 6 und 7 einzeln von der jeweiligen Umhüllung 8, 9 umgeben sind, insbesondere derart, dass die Umhüllung 8, insbesondere direkt, an das Leitungselement 6, und die Umhüllung 9, insbesondere direkt an das Leitungselement 7 angespritzt ist.
Die zweite Kontaktierungseinrichtung 5 weist zwei separat voneinander ausgebildete und zum Übertragen der elektrischen Energie ausgebildete Leitungselemente auf, nämlich ein drittes Leitungselement 10 und ein viertes Leitungselement 11. Die Leitungselemente 10 und 11 sind vorliegend als Stromschienen ausgebildet. Die Leitungselemente 10 und 11 sind vorliegend als Festkörper ausgebildet. Die Leitungselemente 10 und 11 sind beispielsweise galvanisch voneinander getrennt, insbesondere das heißt elektrisch voneinander isoliert. Beispielsweise ist das jeweilige Leitungselement 10, 11 aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere aus Aluminium und ganz insbesondere aus einer Aluminiumlegierung gebildet. Vorzugsweise sind die Leitungselemente 6, 7, 10 und 11 aus dem gleichen metallischen Werkstoff, insbesondere aus der gleichen Aluminiumlegierung, gebildet. Besonders gut in Zusammenschau mit Fig. 3 ist erkennbar, dass die Leitungselemente 10 und 11, insbesondere direkt, von einer den Leitungselementen 10 und 11 gemeinsamen, einstückig ausgebildeten, elektrisch isolierenden, dritten Umhüllung 12 ummantelt sind, welche auch als dritte Ummantelung bezeichnet wird. Die dritte Umhüllung 12 ist separat von der Umhüllung 8 und separat von der Umhüllung 9 ausgebildet. Insbesondere ist die jeweilige Umhüllung 8, 9, 12 als ein jeweiliger Festkörper ausgebildet. Ganz insbesondere ist die jeweilige Umhüllung 8, 9, 12 aus einem Kunststoff gebildet. Beispielsweise ist die Umhüllung 12, insbesondere direkt, an die Leitungselemente 10 und 11 angespritzt.
Aus Fig. 2 ist erkennbar, dass das erste Leitungselement 6 mit dem dritten Leitungselement 10 und das zweite Leitungselement 7 mit dem vierten Leitungselement 11 über jeweilige, vorliegend als Durchgangsöffnungen ausgebildete Ausnehmungen 13, 14, 15 und 16 der Umhüllungen 8, 9 und 12 elektrisch kontaktiert ist. Dabei ist die Ausnehmung 13 eine erste Ausnehmung der Umhüllung 8, die Ausnehmung 15 ist eine zweite Ausnehmung der Umhüllung 9 und die Ausnehmung 14 ist eine dritte Ausnehmung der Umhüllung 12 und die Ausnehmung 16 ist eine vierte Ausnehmung der Umhüllung 12.
Aus Fig. 5 ist erkennbar, dass in der ersten Umhüllung 8 ein als Durchgangsöffnung ausgebildetes, erstes Langloch 17 ausgebildet ist. In der Umhüllung 9 ist ein als Durchgangsöffnung ausgebildetes, zweites Langloch 18 ausgebildet. Das Langloch 17 ist in Überlappung mit einer korrespondierenden, ersten Schrauböffnung 19 angeordnet, und das Langloch 18 ist in Überlappung mit einer korrespondierenden, zweiten Schrauböffnung 20 angeordnet. Die Schrauböffnungen 19 und 20 sind in der dritten Umhüllung 12 angeordnet, das heißt ausgebildet, wobei beispielsweise die jeweilige Schrauböffnung 19, 20 als eine Durchgangsöffnung ausgebildet sein kann. Aus Fig. 10 ist erkennbar, dass dem Langloch 17 und der Schrauböffnung 19 ein als Schraube ausgebildetes, erstes Schraubelement 21 zugeordnet ist, welches das Langloch 17 durchdringt und in die Schrauböffnung 19 eingeschraubt ist. Dem Langloch 18 und der zugehörigen Schrauböffnung 20 ist ein als zweite Schraube ausgebildetes, zweites Schraubelement 22 zugeordnet, welches das Langloch 18 durchdringt und in die Schrauböffnung 20 eingeschraubt ist. Somit ist die erste Umhüllung 8 mittels des Schraubelements 21 mit der dritten Umhüllung 12 verschraubt und dadurch mechanisch mit der dritten Umhüllung 12 verbunden. Die Umhüllung 9 ist mittels des Schraubelements 22 mit der Umhüllung 12 verbunden und somit mechanisch mit der Umhüllung 12 verbunden. Es ist erkennbar, dass die Umhüllungen 8 und 9 mittels der Schraubelemente 21 und 22 gegen die Umhüllung 12 geschraubt sind und dadurch mechanisch mit der Umhüllung 12 verbunden sind. Dabei ist denkbar, dass in der jeweiligen Schrauböffnung 19, 20 ein jeweiliges, insbesondere als Innengewinde ausgebildetes Gewinde angeordnet ist, insbesondere derart, dass das jeweilige, in der jeweiligen Schrauböffnung 19, 20 angeordnete Gewinde durch einen insbesondere metallischen Gewindeeinsatz gebildet ist, welcher beispielsweise in der Umhüllung 12 eingebettet ist. Die Langlöcher 17 und 18 ermöglichen dabei einen besonders vorteilhaften, insbesondere translatorischen und/oder rotatorischen Toleranzausgleich zwischen der jeweiligen Umhüllung 8, 9 und der Umhüllung 12.
Des Weiteren ist bei der Verbindungsanordnung 3 eine insbesondere als Vorverrastung ausgebildete Verrastung der jeweiligen Umhüllung 8, 9 mit der Umhüllung 12 vorgesehen. Wie aus Fig. 6, 7 und 8 erkennbar ist, weist hierfür die jeweilige Umhüllung 8, 9 wenigstens ein jeweiliges Rastelement 23, 24 auf, welches mit einem jeweiligen, korrespondierenden Rastelement 25, 26 der dritten Umhüllung 12 verrastet ist. Dadurch kann in einem Montageprozess, in dessen Rahmen die Verbindungsanordnung 3 hergestellt und montiert wird, eine sichere Handhabung beispielsweise für eine Person realisiert werden, welche die Verbindungsanordnung 3 herstellt und montiert. Dabei weist beispielsweise das jeweilige Rastelement 23, 24 und/oder das jeweilige und/oder das jeweils korrespondierende Rastelement 25, 26 eine jeweilige Einführschräge 27, 28 auf, wodurch die Rastelemente 23 und 25 beziehungsweise 24 und 26 besonders einfach und vorteilhaft miteinander verrastet werden können. Aus Fig. 2 ist erkennbar, dass dem ersten Leitungselement 6 eine erste Kontakthülse 27 zugeordnet ist, welche separat von den Leitungselementen 6, 7, 10 und 11 ausgebildet und, insbesondere direkt, elektrisch mit dem ersten Leitungselement 6 verbunden ist. Dem zweiten Leitungselement 7 ist eine zweite Kontakthülse 28 zugeordnet, welche separat von den Leitungselementen 6, 7, 10 und 11 ausgebildet und, insbesondere direkt, elektrisch mit dem Leitungselement 7 kontaktiert ist. Dem dritten Leitungselement 10 ist eine dritte Kontakthülse 29 zugeordnet, welche separat von den Leitungselementen 6, 7, 10 und 11 ausgebildet und, insbesondere direkt, elektrisch mit dem Leitungselement 10 kontaktiert ist. Dem vierten Leitungselement 11 ist eine vierte Kontakthülse 30 zugeordnet, welche separat von den Leitungselementen 6, 7, 10 und 11 ausgebildet und, insbesondere direkt, elektrisch mit dem Leitungselement 11 kontaktiert ist. Die Kontakthülsen 27, 28, 29 und 30 sind separat voneinander ausgebildet. Insbesondere sind die Kontakthülsen 27, 28, 29 und 30 aus dem gleichen, insbesondere metallischen, Werkstoff, insbesondere aus Kupfer beziehungsweise einer Kupferlegierung, gebildet. Die Kontakthülsen 27 und 29 sind, insbesondere direkt, elektrisch miteinander kontaktiert, insbesondere derart, dass jeweilige Stirnseiten der Kontakthülsen 27 und 29 in axialer Richtung der jeweiligen Kontakthülse 27, 29 direkt aneinander abgestützt sind. Die Kontakthülsen 28 und 30 sind elektrisch miteinander kontaktiert, dass jeweilige Stirnseiten der Kontakthülsen 28 und 30 in axialer Richtung der jeweiligen Kontakthülse 28, 30 direkt aneinander abgestützt sind. Somit sind die Leitungselemente 6 und 10 über die Kontakthülsen 27 und 29 elektrisch miteinander kontaktiert, und die Leitungselemente 7 und 11 sind über die Kontakthülsen 28 und 30 elektrisch miteinander kontaktiert.
Besonders gut aus Fig. 7 ist erkennbar, dass der Kontakthülse 29 ein erstes Berührschutzelement 31 zugeordnet ist, und der Kontakthülse 30 ist ein zweites Berührschutzelement 32 zugeordnet. Das jeweilige Berührschutzelement 31 , 32 überragt die jeweils zugeordnete Kontakthülse 29, 30 in axialer Richtung der jeweiligen Kontakthülse 29, 30, wodurch ein besonders vorteilhafter Berührschutz dargestellt ist. Insbesondere ist das jeweilige Berührschutzelement 31, 32 elektrisch isolierend und dabei insbesondere aus einem elektrisch isolierenden Kunststoff gebildet. Aus Fig. 2 ist erkennbar, dass das Berührschutzelement 31 in die Kontakthülse 27 und das Berührschutzelement 32 in die Kontakthülse 28 eingreift.
Der dritten Kontakthülse 29 ist eine erste Gewindehülse 33 zugeordnet, welche in die Kontakthülse 29 eingreift. Der vierten Kontakthülse 30 ist eine zweite Gewindehülse 34 zugeordnet, welche in die Kontakthülse 30 eingreift. Die Gewindehülsen 33 und 34 sind separat voneinander und separat von den Kontakthülsen 27, 28, 29 und 30 ausgebildet. Dabei ist die Gewindehülse 33, insbesondere direkt, mit der Kontakthülse 29 verbunden, und die Gewindehülse 34 ist, insbesondere direkt, mit der Kontakthülse 30 verbunden. Vorgesehen ist eine die erste Kontakthülse 27 durchdringende und in die Kontakthülse 29 und in die Gewindehülse 33 eingreifende und, insbesondere direkt, in die Gewindehülse 33 eingeschraubte, erste Schraube 35, mittels welcher die erste Kontakthülse 27 gegen die dritte Kontakthülse 29, insbesondere direkt, geschraubt ist, wodurch die erste Kontakthülse 27 und die dritte Kontakthülse 29 und darüber das erste Leitungselement 6 und das dritte Leitungselement 10 elektrisch miteinander kontaktiert sind. Vorgesehen ist auch eine die zweite Kontakthülse 28 durchdringende und in die Gewindehülse 34 und in die Kontakthülse 30 eingreifende und, insbesondere direkt, in die Gewindehülse 34 eingeschraubte, zweite Schraube 36, mittels welcher die zweite Kontakthülse 28, insbesondere direkt, gegen die vierte Kontakthülse 30 geschraubt ist. Hierdurch sind die zweite Kontakthülse 28 und die vierte Kontakthülse 30 und darüber das zweite Leitungselement 7 und das vierte Leitungselement 11 elektrisch miteinander kontaktiert. Die jeweilige Schraube 35, 36 ist über ihren jeweiligen Schraubenkopf und dabei über eine jeweilige, vorliegend optional vorgesehene Unterlegscheibe 37, 38 insbesondere in axialer Richtung der jeweiligen Schraube 35, 36 an der jeweiligen Kontakthülse 27, 28 und/oder an dem jeweiligen Leitungselement 6, 7 abgestützt. Auf einer jeweiligen, von den Leitungselementen 6 und 7 und von den Umhüllungen 8 und 9 wegweisenden, ersten Seite S1 der Umhüllung 12 sind die Schrauben 35 und 36 und auch die Kontakthülsen 29 und 30 und die Gewindehülsen 33 und 34 und auch die Leitungselemente 10 und 11 durch die Umhüllung 12 vollständig abgedeckt und somit überdeckt und insbesondere elektrisch isoliert. Auf einer jeweiligen, von der Umhüllung 12 weg- oder abgewandten, zweiten Seite S2 der jeweiligen Umhüllung 8, 9 ist Folgendes vorgesehen: Auf der jeweiligen, zweiten Seite S2 der jeweiligen Umhüllung 8, 9 ist ein auch als Servicedeckel bezeichneter Deckel 39 vorgesehen, welcher besonders gut aus Fig. 3 und 4 erkennbar ist. Der Deckel 39 ist separat von den Umhüllungen 8, 9 und 12 und separat von den Schrauben 35 und 36 und auch separat von den Schraubelementen 21 und 22 ausgebildet, wobei es vorliegend vorgesehen ist, dass die Schrauben 36 und 35 zusätzlich zu den Schraubelementen 21 und 22 vorgesehen sind. Mittels des Deckels 39 sind die Schrauben 35 und 36 auf der jeweiligen, zweiten Seite S2 vollständig abgedeckt und somit überdeckt und elektrisch isoliert, wobei der Deckel 39 auf der jeweiligen Seite S2 beispielsweise auch die Unterlegscheiben 37 und 38 und/oder die Leitungselemente 6 und 7, insbesondere vollständig, abdeckt. Insbesondere ist der Deckel 39 ein elektrisch isolierender Deckel und dabei aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff, insbesondere Kunststoff, gebildet. Aus Fig. 9 ist erkennbar, dass der Deckel 39 Aufnahmen 40 und 41 aufweist, wobei die Schraube 35, insbesondere ihr Schraubenkopf, zumindest teilweise in der Aufnahme 40 und die Schraube 36, insbesondere ihr Schraubenkopf, zumindest teilweise in der Aufnahme 41 aufgenommen ist. Die jeweilige Aufnahme 40, 41 ist entlang ihrer Umfangsrichtung insbesondere vollständig umlaufend von einem jeweiligen Dichtungselement 42, 43 umgeben, wobei der Deckel 39 mittels der Dichtungselemente 42 und 43 gegen die jeweilige Umhüllung 8, 9 abgedichtet ist, insbesondere derart, dass der Deckel 39 mittels des Dichtungselements 42 gegen die Umhüllung 8 und mittels des Dichtungselements 43 gegen die Umhüllung 9 abgedichtet ist.
Aus Fig. 2 und 11 ist erkennbar, dass in die dritte Umhüllung 12 wenigstens oder genau ein Temperatursensor 44 eingebettet ist, mittels welchem eine Temperatur erfasst werden kann. Der Temperatursensor 44 kann ein elektrisches Signal bereitstellen, welches die mittels des Temperatursensors 44 erfasste Temperatur charakterisiert, das heißt beschreibt. Der Temperatursensor 44 ist elektrisch mit einem ersten Anschlusselement 45 kontaktiert, das heißt verbunden, wobei das Anschlusselement 45 an der dritten Umhüllung 12 gehalten, insbesondere zumindest teilweise in die Umhüllung 12 eingebettet, ist. Das erste Anschlusselement 45 kann das Signal bereitstellen, so dass das Signal von dem Temperatursensor 44 über das Anschlusselement 45 bereitgestellt werden kann. Das Signal kann beispielsweise von einer Auswerteelektronik empfangen werden, so dass die Auswerteelektronik in Abhängigkeit von dem Signal die Verbindungsanordnung 3 überwachen kann.
Aus Fig. 12 ist erkennbar, dass der Deckel 39 ein mit dem ersten Anschlusselement 45 korrespondierendes, separat von dem Anschlusselement 45 ausgebildetes, zweites Anschlusselement 46 aufweist, wobei das erste Anschlusselement 45 und das zweite Anschlusselement 46, insbesondere zerstörungsfrei lösbar, ineinander gesteckt und dadurch elektrisch miteinander kontaktiert sind. Hierdurch kann das Signal von dem Anschlusselement 45 auf das Anschlusselement 46 übertragen und von dem Anschlusselement 46 bereitgestellt werden. Vorgesehen ist auch ein in Fig. 12 erkennbares, separat von dem Anschlusselement 45 und separat von dem Anschlusselement 46 ausgebildetes, drittes Anschlusselement 47. Das Anschlusselement 47 ist Bestandteil auch einer als Signalleitung bezeichneten Leitung 48, über welche das Signal insbesondere von dem Anschlusselement 46 zu der Auswerteelektronik übertragen werden kann. Somit kann die Auswerteelektronik das Signal über die Leitung 48 empfangen. In vollständig hergestelltem Zustand der Verbindungsanordnung 3 sind das zweite Anschlusselement 46 und das dritte Anschlusselement 47 ineinander gesteckt und dadurch elektrisch miteinander kontaktiert, wodurch das Signal von dem zweiten Anschlusselement 46 auf das dritte Anschlusselement 47 übertragen werden kann. Dabei sind beispielsweise die Anschlusselemente 45 und 46 derart ineinander gesteckt, dass das Anschlusselement 46 in das Anschlusselement 45 eingesteckt ist. Die Anschlusselemente 46 und 47 sind beispielsweise derart ineinander gesteckt, dass das Anschlusselement 47 in das Anschlusselement 46 eingesteckt ist oder umgekehrt. Somit sind die Anschlusselemente 45, 46 und 47 Stecker. Bezogen auf die Anschlusselemente 45, 46 und 47 kann das Anschlusselement 47 nicht ohne das Anschlusselement 46 mit dem Anschlusselement 45 elektrisch kontaktiert werden, so dass das Anschlusselement 47 nur unter Vermittlung des Anschlusselements 46 mit dem Anschlusselement 45 elektrisch kontaktiert werden kann. Hierdurch kann eine besonders sichere Montage der Verbindungsanordnung 3 gewährleistet werden. Vorzugsweise ist die jeweilige Schraube 35, 36 eine M6-Schraube und/oder berührgeschützt. Insbesondere ist das Anschlusselement 47 ein Kommunikationsstecker, über welchen das Signal zu der Auswerteelektronik übertragen werden kann. Der Deckel 39 ist durch Schrauben an der Umhüllung 8 gehalten. Hierfür weist die Umhüllung 8, wie aus Fig. 5 erkennbar ist, eine beispielsweise als Durchgangsöffnung ausgebildete Schrauböffnung 49 auf. In der Schrauböffnung 49 ist beispielsweise ein insbesondere als Innengewinde ausgebildetes, zweites Gewinde angeordnet, wobei das zweite Gewinde beispielsweise durch einen Gewindeeinsatz gebildet ist, der beispielsweise in die Umhüllung 8 eingebettet ist. Der Schrauböffnung 49 ist ein vorliegend als weitere Schraube ausgebildetes Schraubelement 50 (Fig. 10) zugeordnet. Das Schraubelement 50 durchdringt eine korrespondierende, aus Fig. 9 erkennbare Durchgangsöffnung 51 des Deckels 39 und ist in die korrespondierende Schrauböffnung 49 eingeschraubt und dadurch mit der Umhüllung 8 verschraubt. Hierdurch ist der Deckel 39 mit der Umhüllung 8 verschraubt und dadurch an der Umhüllung 8 und auch an der Umhüllung 9 gehalten.
Besonders gut aus Fig. 6 ist erkennbar, dass die Langlöcher 17 und 18 der Umhüllungen 8 und 9 als Durchgangsöffnungen ausgebildet sind.
Aus Fig. 7 ist erkennbar, dass die Umhüllung 12 mittels eines Dichtungselements 52 gegen die Umhüllung 8 und mittels eines Dichtungselements 53 gegen die Umhüllung 9 abgedichtet ist. Vorliegend verläuft das Dichtungselement 52 in Umfangsrichtung der Kontakthülse 29 vollständig um die Kontakthülse 29 herum, und das Dichtungselement 53 verläuft in Umfangsrichtung der Kontakthülse 30 vollständig umlaufend um die Kontakthülse 30 herum. Aus Fig. 7 ist besonders gut die Anordnung des Deckels 39 an den Umhüllungen 8 und 9 erkennbar. Aus Fig. 5 ist erkennbar, dass die Langlöcher 17 und 18 einen rotatorischen Toleranzausgleich um vorliegend bis zu +/- 3 Grad zwischen der jeweiligen Umhüllung 8, 9 und der Umhüllung 12 zulassen. Außerdem kann mittels der Dichtungselemente 52 und 53 eine besonders vorteilhafte radiale und axiale Dichtung realisiert werden. Außerdem können definierte Wasserauslauflöcher realisiert sein, wodurch ein Unterwandern der Dichtungselemente 52 und 53 mit Wasser vermieden werden kann. Diese Wasserablauflöcher sind vorliegend zwischen Rastteilen des jeweiligen Rastelements 23, 24 angeordnet, insbesondere in Umfangsrichtung der jeweiligen Schraube 35, 36 betrachtet. Insbesondere ist es denkbar, dass das jeweilige Dichtungselement 52, 53, insbesondere in seinem jeweiligen Querschnitt betrachtet, L-förmig ausgebildet ist und/oder wenigstens oder genau zwei Lamellen aufweist, um hierdurch eine besonders vorteilhafte, insbesondere radiale und axiale Dichtwirkung realisieren zu können. Entsprechendes kann auf das jeweilige Dichtungselement 42, 43 an oder in dem Deckel 39 übertragen werden. Somit ist beispielsweise das jeweilige Dichtungselement 42, 43 insbesondere in seinem jeweiligen Querschnitt betrachtet L-förmig ausgebildet und/oder das jeweilige Dichtungselement 42, 43 weist wenigstens oder genau zwei Lamellen auf, insbesondere um eine besonders vorteilhafte radiale und axiale Dichtwirkung zu realisieren. Insbesondere bilden die Rastteile einen segmentierten Fangkragen, welcher in Umfangsrichtung der jeweiligen Schraube 35, 36 segmentiert ist, derart, dass in Umfangsrichtung der jeweiligen Schraube 35, 36 zwischen jeweiligen Rastteilen die jeweilige Wasserablauföffnung angeordnet ist, insbesondere als jeweilige Durchgangsöffnung.
Insbesondere ist es möglich, die Leitungselemente 6 und 7 unabhängig voneinander und insbesondere sukzessive an die Leitungselemente 10 und 11 anzubinden. Zunächst wird beispielsweise die jeweilige Umhüllung 8, 9 mit der Umhüllung 12 verrastet und somit vorverrastet. Daraufhin wird die jeweilige Umhüllung 8, 9 mit der Umhüllung 12 verschraubt, insbesondere mittels vorverschraubt und dabei insbesondere mittels der Schraubelemente 21 und 22. Daraufhin erfolgt beispielsweise eine elektrische Verschraubung derart, dass die Schrauben 35 und 36 verschraubt und insbesondere an- oder festgezogen werden. Hierdurch wird das Leitungselement 6 elektrisch mit dem Leitungselement 10 und das Leitungselement 7 elektrisch mit dem Leitungselement 11 elektrisch kontaktiert, und die Leitungselemente 6 und 7 werden auch mechanisch und fest an die Leitungselemente 10 und 11 angebunden. Daraufhin erfolgt eine Montage des Deckels 39, welcher wie beschrieben mit der Umhüllung 12 verschraubt wird, insbesondere mittels des Schraubelements 50. Hierdurch kann eine Entkopplung der mechanischen und elektrischen Verbindungen realisiert werden, insbesondere durch eine zusätzliche, das heißt zusätzlich zu der elektrischen Verschraubung vorgesehene, mechanische Verschraubung, welche als mechanische Vorverschraubung ausgebildet ist und mittels der Schraubelemente 21 und 22 realisierbar ist. Die jeweiligen Schrauben können dabei verliersicher montiert werden.
Der Temperatursensor 44 ist beispielsweise ein PTC-Element, welcher mit der Umhüllung 12 ummantelt, insbesondere umspritzt, wird. Insbesondere ist die Leitung 48 eine Leitung eines Bordnetzes, so dass das erste Anschlusselement 45 über die Anschlusselemente 46 und 47 mit dem Bordnetz elektrisch verbunden werden kann. Insbesondere umfasst das Anschlusselement 46 ein Stiftgehäuse, insbesondere beidseitig mit integriertem Stanzgitter. Das beispielsweise als Bordnetzstecker ausgebildete Anschlusselement 47 kann nicht direkt in oder auf das Anschlusselement 45 gesteckt werden, sondern muss unter Vermittlung des Anschlusselements 46 elektrisch mit dem Anschlusselement 45 kontaktiert werden. Hierdurch kann ein Schutz vor fehlerhafter Verbindung gewährleistet werden. Insbesondere können die folgenden Vorteile realisiert werden:
- vereinfachte Montage in einem Fahrzeugwerk und in einem Service
- neue Leitungsverlegungsoptionen in der Entwicklung möglich
- Kosteneinsparung aufgrund minimaler Signalauswertung bei mehrpoligen Trennstellen und deren Auswerteelektronik
- geringere statische Ausfallrate durch eine Reduktion von Kontaktierungsstecksystemen.
Bezugszeichenliste
Komponente Komponente Verbindungsanordnung Kontaktierungseinrichtung Kontaktierungseinrichtung Leitungselement Leitungselement Umhüllung Umhüllung Leitungselement Leitungselement Umhüllung Ausnehmung Ausnehmung Ausnehmung Ausnehmung Langloch Langloch Schrauböffnung Schrauböffnung Schraubelement Schraubelement Rastelement Rastelement Rastelement Rastelement Kontakthülse Kontakthülse Kontakthülse Kontakthülse Berührschutzelement Berührschutzelement Gewindehülse Gewindehülse Schraube
Schraube
Unterlegscheibe
Unterlegscheibe
Deckel
Aufnahme
Aufnahme
Dichtungselement
Dichtungselement
Temperatursensor
Anschlusselement
Anschlusselement
Anschlusselement
Leitung
Schrauböffnung
Schraube
Durchgangsöffnung
Seite
Seite

Claims

Patentansprüche Verbindungsanordnung (3) einer ersten Kontaktierungseinrichtung (4) an einer zweiten Kontaktierungseinrichtung (5), bei welcher die zum Übertragen von elektrischer Energie vorgesehenen Kontaktierungseinrichtungen (4, 5) elektrisch miteinander kontaktiert sind, dadurch gekennzeichnet, dass:
- die erste Kontaktierungseinrichtung (4) wenigstens zwei separat voneinander ausgebildete und zum Übertragen der elektrischen Energie ausgebildete Leitungselemente (6, 7) aufweist, nämlich: o ein erstes Leitungselement (6), welches von einer elektrisch isolierenden, ersten Umhüllung (8) ummantelt ist; und o ein zweites Leitungselement (7), welches von einer elektrisch isolierenden, separat von der ersten Umhüllung (8) ausgebildeten, zweiten Umhüllung (9) ummantelt ist;
- die zweite Kontaktierungseinrichtung (5) wenigstens zwei separat voneinander ausgebildete und zum Übertragen der elektrischen Energie ausgebildete Leitungselemente (10, 11) aufweist, nämlich ein drittes Leitungselement (10) und ein viertes Leitungselement (11), welche von einer dem dritten Leitungselement (10) und dem vierten Leitungselement (11) gemeinsamen, einstückig ausgebildeten, elektrisch isolierenden, dritten Umhüllung (12) ummantelt sind; und
- das erste Leitungselement (6) mit dem dritten Leitungselement (10) und das zweite Leitungselement (7) mit dem vierten Leitungselement (11) über jeweilige Ausnehmungen (13, 14, 15, 16) der Umhüllungen (8, 9, 12) elektrisch kontaktiert ist. Verbindunganordnung (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Umhüllung (8) und die zweite Umhüllung (9) mit der dritten Umhüllung (12) über jeweilige, als Langlöcher (17, 18) ausgebildete Durchgangsöffnungen verbunden sind. Verbindungsanordnung (3) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Langlöcher (17, 18) in der dritten Umhüllung (12) ausgebildet sind. Verbindungsanordnung (3) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen Langlöcher (17, 18) von jeweiligen Schraubelementen (21, 22) durchdrungen sind, mittels welchen die erste Umhüllung (8) und die zweite Umhüllung (9) mit der dritten Umhüllung (12) verschraubt sind. Verbindungsanordnung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Umhüllung (8) und die zweite Umhüllung (9) mit der dritten Umhüllung (12) mittels jeweiliger Rastelemente (23, 24, 25, 26) verrastet sind. Verbindungsanordnung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass:
- dem ersten Leitungselement (6) eine erste Kontakthülse (27) zugeordnet ist, welche separat von dem ersten Leitungselement (6) ausgebildet und elektrisch mit dem ersten Leitungselement (6) kontaktiert ist;
- dem zweiten Leitungselement (7) eine zweite Kontakthülse (28) zugeordnet ist, welche separat von dem zweiten Leitungselement (7) ausgebildet und elektrisch mit dem zweiten Leitungselement (7) kontaktiert ist;
- dem dritten Leitungselement (10) eine dritte Kontakthülse (29) zugeordnet ist, welche separat von dem dritten Leitungselement (10) ausgebildet und elektrisch mit dem dritten Leitungselement (10) kontaktiert ist;
- dem vierten Leitungselement (11) eine vierte Kontakthülse (30) zugeordnet ist, welche separat von dem vierten Leitungselement (11) ausgebildet und elektrisch mit dem vierten Leitungselement (11) kontaktiert ist; und
- über die Ausnehmungen (13, 14, 15, 16) die erste Kontakthülse (27) mit der dritten Kontakthülse (29) und die zweite Kontakthülse (28) mit der vierten Kontakthülse (30) elektrisch kontaktiert ist. Verbindungsanordnung (3) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der dritten Kontakthülse (29) und der vierten Kontakthülse (30) jeweils ein elektrisch isolierendes Berührschutzelement (31, 32) zugeordnet ist, welches die jeweilige Kontakthülse (29, 30), welcher das jeweilige Berührschutzelement (31, 32) zugeordnet ist, in axialer Richtung der jeweiligen Kontakthülse (29, 30) überragt. Verbindungsanordnung (3) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass:
- der dritten Kontakthülse (29) eine erste Gewindehülse (33) zugeordnet ist, welche separat von der dritten Kontakthülse (29) ausgebildet und mit der dritten Kontakthülse (29) verbunden ist;
- der vierten Kontakthülse (30) eine zweite Gewindehülse (34) zugeordnet ist, welche separat von der vierten Kontakthülse (30) ausgebildet und mit der vierten Kontakthülse (30) verbunden ist;
- eine die erste Kontakthülse (27) durchdringende und in die dritte Kontakthülse (29) und in die erste Gewindehülse (33) eingreifende und in die erste Gewindehülse (33) eingeschraubte, erste Schraube (35) vorgesehen ist, mittels welcher die erste Kontakthülse (27) gegen die dritte Kontakthülse (29) geschraubt ist, wodurch die erste Kontakthülse (27) und die dritte Kontakthülse
(29) und darüber das erste Leitungselement (6) und das dritte Leitungselement
(10) elektrisch miteinander kontaktiert sind; und
- eine die zweite Kontakthülse (28) durchdringende und in die vierte Kontakthülse
(30) und in die zweite Gewindehülse (34) eingreifende und in die zweite Gewindehülse (34) eingeschraubte, zweite Schraube (36) vorgesehen ist, mittels welcher die zweite Kontakthülse (28) gegen die vierte Kontakthülse (30) geschraubt ist, wodurch die zweite Kontakthülse (28) und die vierte Kontakthülse (30) und darüber das zweite Leitungselement (7) und das vierte Leitungselement
(11) elektrisch miteinander kontaktiert sind. Verbindungsanordnung (3) nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen separat von den Umhüllungen (8, 9, 12) und separat von den Schrauben (35, 36) ausgebildeten Deckel (39), welcher mechanisch mit der ersten Umhüllung (8) und/oder der zweiten Umhüllung (9) verbunden ist und die Schrauben (35, 36) in axialer Richtung der jeweiligen Schraube (35, 36) vollständig abdeckt. Verbindungsanordnung (3) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (39) gegen die erste Umhüllung (8) und gegen die zweite Umhüllung (9) über jeweilige Dichtungselemente (42, 43) abgedichtet ist. Verbindungsanordnung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in die dritte Umhüllung (12) wenigstens ein zum Erfassen einer Temperatur ausgebildeter Temperatursensor (44) eingebettet ist, welcher mit einem Anschlusselement (45) verbunden ist, über welches ein von dem Temperatursensor (44) bereitstellbares, elektrisches, die mittels des Temperatursensors (44) erfasste Temperatur charakterisierendes Signal bereitstellbar ist. Verbindungsanordnung (3) Anspruch 11 in dessen Rückbezug auf Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (39) ein mit dem Anschlusselement (45) korrespondierendes, separat von dem Anschlusselement (45) ausgebildetes, zweites Anschlusselement (46) aufweist, wobei das erste Anschlusselement (45) und das zweite Anschlusselement (46) ineinander gesteckt und dadurch elektrisch miteinander kontaktiert sind, wodurch das Signal von dem ersten Anschlusselement (45) auf das zweite Anschlusselement (46) übertragbar ist. Verbindungsanordnung (3) nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch ein separat von dem ersten Anschlusselement (45) und separat von dem zweiten Anschlusselement (46) ausgebildetes, drittes Anschlusselement (47), wobei das zweite Anschlusselement (46) und das dritte Anschlusselement (47) ineinander gesteckt und dadurch elektrisch miteinander kontaktiert sind, wodurch das Signal von dem zweiten Anschlusselement (46) auf das dritte Anschlusselement (47) übertragbar ist. Verbindungsanordnung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Umhüllung (8) und die zweite Umhüllung (9) gegen die dritte Umhüllung (12) über jeweilige Dichtungselemente (52, 53) abgedichtet ist.
15. Kraftfahrzeug, mit wenigstens einer Verbindungsanordnung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
PCT/EP2023/077033 2022-10-06 2023-09-29 Verbindungsanordnung einer ersten kontaktierungseinrichtung an einer zweiten kontaktierungseinrichtung sowie kraftfahrzeug mit wenigstens einer solchen verbindungsanordnung WO2024074418A1 (de)

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