WO2025016501A1 - Elektrische kontaktierungseinrichtung, verfahren zur montage der elektrischen kontaktierungseinrichtung, verfahren zur montage eines bauteils und herstellung eines elektrischen kontakts zwischen dem bauteil und der elektrischen kontaktierungseinrichtung und elektrische antriebseinrichtung - Google Patents

Elektrische kontaktierungseinrichtung, verfahren zur montage der elektrischen kontaktierungseinrichtung, verfahren zur montage eines bauteils und herstellung eines elektrischen kontakts zwischen dem bauteil und der elektrischen kontaktierungseinrichtung und elektrische antriebseinrichtung Download PDF

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    • H01R13/658—High frequency shielding arrangements, e.g. against EMI [Electro-Magnetic Interference] or EMP [Electro-Magnetic Pulse]
    • H01R13/6591—Specific features or arrangements of connection of shield to conductive members
    • H01R13/6596—Specific features or arrangements of connection of shield to conductive members the conductive member being a metal grounding panel

Definitions

  • Electrical contacting device method for assembling the electrical contacting device, method for assembling a component and establishing an electrical contact between the component and the electrical contacting device and electrical drive device
  • the invention relates to an electrical contacting device, a method for assembling the electrical contacting device, a method for assembling a component and establishing an electrical contact between the component and the electrical contacting device and an electrical drive device which has at least one electrical contacting device.
  • earthing can be carried out on the electrical systems. Such earthing requires electrical contacts between live components and an earthed component, such as a housing or a frame. In electrical rotating machines, different components can be exposed to leakage currents, such as the rotor and consequently also a rotor shaft that supports the rotor. So-called earthing pins can be used to earth components and also rotor shafts, which are arranged radially to the shaft. However, it is necessary that the shaft can be easily mounted along its length.
  • grounding pin permanently provides electrical contact with the shaft.
  • grounding pins with transport lock can be used, which allow sufficient space for mounting the shaft and establish electrical contact with the shaft after the transport lock is triggered. If a grounding pin without a transport lock is used instead, there is a risk that the grounding pin will be sheared off when the shaft is assembled.
  • the present invention is based on the object of providing an electrical contacting device, a method for assembling an electrical contacting device, a method for assembling a component and establishing an electrical contact between the component and the electrical contacting device, as well as an electrical drive device, which ensure the establishment of an electrical contact on a component to be assembled in a simple and cost-effective manner.
  • the electrical contacting device according to claim 1 by the method for assembling an electrical contacting device according to claim 7, by the method for assembling a component and producing an electrical contact between the component and an electrical contacting device according to claim 8 and the electrical drive device according to claim 10.
  • Advantageous embodiments of the electrical contacting device are specified in subclaims 2 to 6.
  • An advantageous embodiment of the method for assembling a component and producing an electrical contact between the component and an electrical contacting device is specified in subclaim 9.
  • the invention relates to an electrical contacting device which comprises a contacting unit for realising an electrical contact on a component, a guide device for guiding the contacting unit along a translational degree of freedom and along a rotational degree of freedom, and a securing device for fixing the translational degree of freedom of the Contacting unit in a starting position and for releasing the translational degree of freedom of the contacting unit from the starting position.
  • the securing device comprises a spring unit with which the contacting unit in the starting position can be or is subjected to a spring force along the translational degree of freedom and can be or is subjected to a spring torque along the rotational degree of freedom about a longitudinal axis of the contacting unit running parallel to the axis of the translational degree of freedom, so that when a force acts on the contacting unit, the contacting unit can be moved against the spring force and by the spring torque out of the starting position and can be moved in the translational degree of freedom.
  • the contact unit is able, after it has moved out of the starting position, to automatically apply itself to a component in order to make electrical contact with it.
  • the external force that acts on the contact unit against the spring force can be exerted by the component to be contacted.
  • the external component on which an electrical contact is to be made can be, for example, a shaft of a gear or an electric drive machine.
  • the guide device creates two guide paths, namely along the translational degree of freedom and around the axis of the translational degree of freedom in the rotational degree of freedom.
  • the spring unit acts on an end region axially opposite the contact end of the contact unit, and from there in the direction of the contact end.
  • the safety device can have a slotted guide and a guided element which can be guided by the slotted guide along its slotted guide track, wherein one of the two elements slotted guide and guided element is arranged on or in the guide device, and the other of the two elements slotted guide and guided element is arranged on or in the contacting unit.
  • the slotted guide track comprises a first longitudinal section for receiving the guided element in the starting position and for guiding the guided element along the translational degree of freedom, a connecting section adjoining the first longitudinal section for guiding the guided Element along the rotary degree of freedom, and a second longitudinal section for guiding the guided element along the translatory degree of freedom, so that when the guided element is arranged in the first longitudinal section and a force from a component acts, the contacting unit is displaceable along the direction of the first longitudinal section against the spring force applied by the spring unit, is rotatable along the direction of the connecting section when the connecting section is reached due to the spring torque applied by the spring unit, and is displaceable along its direction when the second longitudinal section is reached.
  • the guide rail can be designed in the form of several guide grooves or guide slots running at an angle to each other.
  • the first longitudinal section and the second longitudinal section each extend with at least one component of their respective extension direction along the translational degree of freedom enabled by the guideway.
  • the connecting section runs with at least one component of its extension direction along the rotational degree of freedom enabled by the guideway.
  • the electrical contact unit can also be referred to as a grounding pin and is essentially pin-shaped.
  • the guideway or the translational degree of freedom runs parallel to the longitudinal axis of the pin shape.
  • a compression spring can be used as the spring unit, which extends the contact unit and guides it when it is closed.
  • This spring unit is pre-tensioned during assembly and provides the axial force to extend the contact unit after assembly and to permanently attach it to a component for electrical contact.
  • the spring unit generates a torque to rotate the contact unit from the starting position, which can also be referred to as the transport securing area, into the second longitudinal section, which enables a translational movement along the longitudinal axis of the contact unit.
  • the spring unit can be supported axially and torsionally on the one hand on the contacting unit and on the other hand on the guide device or on a component fixed to the guide device, namely along the translational degree of freedom as well as along the rotational degree of freedom.
  • the spring unit can have a relatively low spring constant of ⁇ 0.1 N/mm.
  • the guide rail can be arranged on or in the guide device, and the guided element can be arranged on the contact unit.
  • the contact unit or the guided element arranged there can be displaced along the first translational degree of freedom against the spring force applied by the spring unit, out of the first longitudinal section and into the connecting section, and there the contact unit or the guided element can be moved into the second longitudinal section due to the spring torque applied by the spring unit, so that it can be moved in the second longitudinal section with spring support along the translational degree of freedom.
  • the guided element can also be referred to as a holding contour, which is, for example, projected as a tab from a sheet metal area.
  • the contacting unit can comprise a contacting end configured to realize an electrical contact on an external component, and the starting position in the first longitudinal section and the second longitudinal section can have a smaller distance from the contacting end than the connecting section.
  • the contacting unit can comprise a pin-shaped contact element, which forms the contacting end, and a sleeve in which the pin-shaped contact element is fixed.
  • the sleeve can be a sheet metal part, for example made of Stainless steel.
  • the contact element can essentially consist of graphite, which is pressed into the sleeve.
  • the guide can be implemented in the sleeve.
  • the sleeve and consequently also the contact element can be guided on the aforementioned guide tracks by means of the guide device.
  • the spring device can be supported on the one hand on the sleeve and/or the contact element, and on the other hand on the guide device or a base plate encompassed thereby.
  • the sleeve can have a first support element and the guide device or a base plate encompassed by the guide device can have a second support element, on which the spring unit for spring unit can be supported at least along the rotational degree of freedom.
  • the second longitudinal section can be open at its end facing away from the connecting section.
  • the longitudinal sections and also the connecting section of the guide rail can be designed in the shape of a slot, whereby the guided element can move in the form of a pin in the slots.
  • the open side of the second longitudinal section is used to thread the guided element into the second longitudinal section during assembly.
  • the contact unit can have a contact end with a spherical segment shape designed to form an electrical contact.
  • the spherical segment shape guarantees that the contact unit is placed on an external component on the longitudinal axis of the contact unit, around which the contact unit can be moved along the translational degree of freedom. Accordingly, the spherical segment shape facilitates a rotational movement of the contact unit along the rotational degree of freedom.
  • a further aspect of the present invention is a method for assembling a described electrical contacting device, in which a contacting unit for realizing an electrical contact on a component, a guide device for guiding the contacting unit along a translational degree of freedom and along a rotational degree of freedom, and a securing device for fixing the translational degree of freedom of the contacting unit in a starting position and for releasing the translational degree of freedom of the contacting unit from the starting position are provided. It is provided that the securing device comprises a spring unit.
  • the contacting unit is moved under tension of the spring unit along the translational degree of freedom and along the rotational degree of freedom guided by the guide device and moved into the starting position, so that in the starting position of the contacting unit, a spring force along the translational degree of freedom and a spring torque along the rotational degree of freedom about a longitudinal axis of the contacting unit running parallel to the axis of the translational degree of freedom acts on the contacting unit.
  • the securing device can have a slotted guide and a guided element which can be guided by the slotted guide along its slotted guide path, such as in a guide groove, and one of the two elements, slotted guide and guided element, can be arranged on or in the guide device, and the other of the two elements, slotted guide and guided element, can be arranged on or in the contacting unit.
  • the link guide track can have a first longitudinal section for receiving the guided element in the starting position and for guiding the guided element along the translational degree of freedom, a connecting section adjoining the first longitudinal section for guiding the guided element along the rotary degree of freedom, and a second longitudinal section for guiding the guided element along the translational degree of freedom.
  • the guided element can be pushed into the second longitudinal section along its direction against the spring force and, when the connecting section is reached, can be rotated along the direction of the connecting section against the spring torque applied by the spring unit.
  • the first longitudinal section When the first longitudinal section is reached, it can be displaced along its direction due to the spring force applied by the spring unit and fixed in the starting position in an end region of the first longitudinal section by means of the spring force.
  • a method for assembling a component and producing an electrical contact between the component and a described electrical contacting device in which the electrical contacting device is fixed to a support unit and thus a Relative movement between the component and the electrical contacting device is carried out in such a way that the component applies a force with at least one component to the contacting unit, which runs along the translational degree of freedom guided by the guide direction. Accordingly, the contacting unit is displaced along the translational degree of freedom against the spring force applied by the spring unit and is moved out of the starting position by the spring torque and moved in the translational degree of freedom.
  • the support unit can be, for example, a frame or a housing.
  • the relative movement can be a movement for positioning the component in relation to the contacting device.
  • the spring unit acts on an end region axially opposite the contact end of the contact unit, and from there in the direction of the contact end.
  • the method can accordingly be carried out in such a way that the contacting unit is displaced from the starting position along the direction of the first longitudinal section against the spring force applied by the spring unit, is rotated along the direction of the connecting section when the connecting section is reached due to the spring torque applied by the spring unit, and can be displaced along the direction of the second longitudinal section when the second longitudinal section is reached.
  • a force can be applied from the component to the contact unit, so that when the guide rail is arranged on or in the guide device and the guided element is arranged on or in the contact unit, the contact unit or the guided element is displaced along the first translational degree of freedom against the spring force applied by the spring unit, the contact unit or the guided element is moved out of the first longitudinal section and into the connecting section, and there the contact unit or the guided element is moved into the second longitudinal section due to the spring torque applied by the spring unit, and the contact unit can be moved in the second longitudinal section along the translational degree of freedom with spring support.
  • the spring unit continues to apply the spring force to the contact unit, so that the contact unit is permanently pressed against the component. and permanently establishes electrical contact there, even if there are relative movements between the component and the support unit.
  • the contact unit can be aligned perpendicular to the longitudinal axis of the shaft.
  • the contacting device accordingly forms a transport lock for the contacting unit, which can be triggered during assembly and by the assembly of the component, so that an electrically conductive contact is automatically created between the contacting unit and the component.
  • the contacting device thus enables easy assembly of the component and also secure electrical contact of the component through the contacting unit.
  • the method for assembling a component can be implemented in such a way that the component has a section with a truncated cone shape and the relative movement between the component and the electrical contacting device is carried out with at least one component of the relative movement perpendicular to the translational degree of freedom, wherein the truncated cone shape comes into contact with the contacting unit and thereby causes a force with at least one component along the translational degree of freedom on the contacting unit.
  • the truncated cone shape acts accordingly as an inclined plane that moves the contacting unit out of the starting position against the spring force so that it can rotate in the manner described and then move along the translational degree of freedom in order to form a permanent electrically conductive contact on the component when acted upon by the spring force.
  • the angle of the truncated cone shape can be up to 30° in relation to the longitudinal axis of the contact unit.
  • a smaller diameter of the shaft equipped with the truncated cone shape can be so small that when the shaft is brought closer to the contact device, the contact unit is not contacted by the smaller shaft shoulder.
  • a force is exerted on the contact unit by the truncated cone shape in the manner described due to the principle of the inclined plane and this is moved from the starting position against the spring force. If the shaft is moved further, a shoulder with a diameter that exceeds the larger diameter can be formed. corresponds to the truncated cone shape, to come into contact with the contact unit or its contact end. In this state, the contact unit is permanently pressed against the larger shaft shoulder by the spring force.
  • the invention also provides an electric drive device which comprises at least one described electric contact device.
  • the electric drive device can be, for example, an electric rotary machine, or also a so-called E-axle, which combines an electric rotary machine, a transmission and power electronics.
  • Figure 1 the electrical contacting device in a first perspective exploded view
  • Figure 2 the electrical contacting device in a second perspective exploded view
  • Figure 3 the electrical contacting device in the assembled state
  • Figure 4 the electrical contacting device in the assembled state together with a component to be contacted
  • Figure 5 the electrical contacting device in the assembled state together with a contacted component

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Contacts (AREA)
  • Manufacture Of Switches (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Kontaktierungseinrichtung (1), umfassend eine Kontaktierungseinheit (10) zur Realisierung eines elektrischen Kontakts an einem Bauteil (110), eine Führungseinrichtung (30) zur Führung der Kontaktierungseinheit (10) entlang eines translatorischen Freiheitsgrades (40) und entlang eines rotatorischen Freiheitsgrades (41), und eine Sicherungseinrichtung (50) zur Fixierung des translatorischen Freiheitsgrades (40) der Kontaktierungseinheit (10) in einer Ausgangsposition (90), und zur Freigabe des translatorischen Freiheitsgrades (40) der Kontaktierungseinheit (10) aus der Ausgangsposition (90) heraus, und wobei die Sicherungseinrichtung (50) eine Federeinheit (100) umfasst, mit der die Kontaktierungseinheit (10) in der Ausgangsposition (90) mit einer Federkraft (101) entlang des translatorischen Freiheitsgrades (40) beaufschlagbar oder beaufschlagt ist und mit einem Feder-Drehmoment (102) entlang des rotatorischen Freiheitsgrades (41) um eine parallel zur Achse des translatorischen Freiheitsgrades (40) verlaufende Längsachse (11) der Kontaktierungseinheit (10) beaufschlagbar oder beaufschlagt ist, so dass bei Einwirkung einer Kraft (111) auf die Kontaktierungseinheit (10) die Kontaktierungseinheit (10) entgegen der Federkraft (101 ) und durch das Feder-Drehmoment (102) aus der Ausgangsposition (90) heraus bewegbar und im translatorischen Freiheitsgrad (40) bewegbar ist.

Description

Elektrische Kontaktierunqseinrichtunq, Verfahren zur Montage der elektrischen Kontaktierunqseinrichtunq, Verfahren zur Montage eines Bauteils und Herstellung eines elektrischen Kontakts zwischen dem Bauteil und der elektrischen Kontaktierunqseinrichtunq und elektrische Antriebseinrichtunq
Die Erfindung betrifft eine elektrische Kontaktierungseinrichtung, ein Verfahren zur Montage der elektrischen Kontaktierungseinrichtung, ein Verfahren zur Montage eines Bauteils und Herstellung eines elektrischen Kontakts zwischen dem Bauteil und der elektrischen Kontaktierungseinrichtung und einer elektrische Antriebseinrichtung, die wenigstens eine elektrische Kontaktierungseinrichtung aufweist.
In elektrischen Anlagen und somit auch in elektromotorisch antreibbaren Kraftfahrzeugen können in Abhängigkeit von anliegenden Spannungen und vorhandenen Isolierungen unerwünschte Kriechströme auftreten.
Um diese Kriechströme und damit auch unerwünschte Kurzschlüsse zu verhindern können an den elektrischen Anlagen Erdungen vorgenommen werden. Derartige Erdungen setzen elektrische Kontakte zwischen spannungsführenden Bauteilen und einem geerdeten Bauteil, wie zum Beispiel einem Gehäuse oder einem Gestell, voraus. In elektrischen Rotationsmaschinen können unterschiedliche Bauteile Kriechströme ausgesetzt sein, wie zum Beispiel auch der Rotor und demzufolge auch eine den Rotor tragende Rotorwelle. Zwecks Erdung von Bauteilen und auch von Rotorwellen können sogenannte Erdungsstifte eingesetzt werden, die radial zur Welle angeordnet sind. Es ist dabei jedoch erforderlich, dass die Welle entlang ihrer Längsrichtung in einfacher Weise montiert werden kann.
Ein weiteres Erfordernis ist es, dass der Erdungsstift dauerhaft den elektrischen Kontakt an der Welle realisiert.
Um diese Erfordernisse zu erfüllen können Erdungsstifte mit Transportsicherung eingesetzt werden, die für die Montage der Welle genügend Freiraum lassen und nach Auslösung der Transportsicherung den elektrischen Kontakt an der Welle herstellen. Würde stattdessen ein Erdungsstift verwendet werden, welcher keine Transportsicherung aufweist, besteht die Gefahr, dass bei der Montage der Welle der Erdungsstift abgeschert wird.
Nachteilig an Erdungsstiften mit Transportsicherung ist jedoch, dass die Auslösung der Transportsicherung nach Montage der Welle nur noch mit einem erhöhten Aufwand aufgrund der verringerten Zugängigkeit des Erdungsstiftes möglich ist.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Kontaktierungseinrichtung, ein Verfahren zur Montage einer elektrischen Kontaktierungseinrichtung, ein Verfahren zur Montage eines Bauteils und Herstellung eines elektrischen Kontakts zwischen dem Bauteil und der elektrischen Kontaktierungseinrichtung sowie eine elektrische Antriebseinrichtung zur Verfügung zu stellen, die in einfacher und kostengünstiger Weise die Herstellung eines elektrischen Kontakts an einem zu montierenden Bauteil gewährleisten.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die elektrische Kontaktierungseinrichtung gemäß Anspruch 1 , durch das Verfahren zur Montage einer elektrischen Kontaktierungseinrichtung gemäß Anspruch 7, durch das Verfahren zur Montage eines Bauteils und Herstellung eines elektrischen Kontakts zwischen dem Bauteil und einer elektrischen Kontaktierungseinrichtung gemäß Anspruch 8 und die elektrische Antriebseinrichtung gemäß Anspruch 10. Vorteilhafte Ausgestaltungen der elektrischen Kontaktierungseinrichtung sind in den Unteransprüchen 2 bis 6 angegeben. Eine vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens zur Montage eines Bauteils und Herstellung eines elektrischen Kontakts zwischen dem Bauteil und einer elektrischen Kontaktierungseinrichtung ist in Unteranspruch 9 angegeben.
Die Merkmale der Ansprüche können in jeglicher technisch sinnvollen Art und Weise kombiniert werden, wobei hierzu auch die Erläuterungen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie Merkmale aus den Figuren hinzugezogen werden können, die ergänzende Ausgestaltungen der Erfindung umfassen.
Die Erfindung betrifft eine elektrische Kontaktierungseinrichtung, welche eine Kontaktierungseinheit zur Realisierung eines elektrischen Kontakts an einem Bauteil, eine Führungseinrichtung zur Führung der Kontaktierungseinheit entlang eines translatorischen Freiheitsgrades und entlang eines rotatorischen Freiheitsgrades, und eine Sicherungseinrichtung zur Fixierung des translatorischen Freiheitsgrades der Kontaktierungseinheit in einer Ausgangsposition und zur Freigabe des translatorischen Freiheitsgrades der Kontaktierungseinheit aus der Ausgangsposition heraus umfasst. Die Sicherungseinrichtung umfasst eine Federeinheit, mit der die Kontaktierungseinheit in der Ausgangsposition mit einer Federkraft entlang des translatorischen Freiheitsgrades beaufschlagbar oder beaufschlagt ist und mit einem Feder-Drehmoment entlang des rotatorischen Freiheitsgrades um eine parallel zur Achse des translatorischen Freiheitsgrades verlaufende Längsachse der Kontaktierungseinheit beaufschlagbar oder beaufschlagt ist, so dass bei Einwirkung einer Kraft auf die Kontaktierungseinheit die Kontaktierungseinheit entgegen der Federkraft und durch das Feder- Drehmoment aus der Ausgangsposition heraus bewegbar und im translatorischen Freiheitsgrad bewegbar ist.
Derart ist die Kontaktierungseinheit in der Lage, nachdem sie sich aus der Ausgangsposition heraus bewegt hat, sich selbsttätig an ein Bauteil zwecks dessen elektrischer Kontaktierung anzulegen. Die äußere Kraft, die entgegen der Federkraft auf die Kontaktierungseinheit wirkt, kann von dem zu kontaktierenden Bauteil ausgeübt werden. Das externe Bauteil, an dem ein elektrischer Kontakt zu realisieren ist, kann zum Beispiel eine Welle eines Getriebes oder auch einer elektrischen Antriebsmaschine sein. Die Führungseinrichtung realisiert zwei Führungsbahnen, nämlich entlang des translatorischen Freiheitsgrades und um die Achse des translatorischen Freiheitsgrades herum im rotatorischen Freiheitsgrad.
Die Federeinheit wirkt dabei auf ein dem Kontaktierungsende der Kontaktierungseinheit axial gegenüberliegenden Endbereich, und von dort in Richtung auf das Kontaktierungsende.
Die Sicherungseinrichtung kann eine Kulissenführung sowie ein geführtes Element aufweisen, welches von der Kulissenführung entlang deren Kulissen-Führungsbahn führbar ist, wobei eines der beiden Elemente Kulissenführung und geführtes Element an oder in der Führungseinrichtung angeordnet ist, und das jeweils andere der beiden Elemente Kulissenführung und geführtes Element an oder in der Kontaktierungseinheit angeordnet ist. Die Kulissen-Führungsbahn umfasst einen ersten Längsabschnitt zur Aufnahme des geführten Elements in der Ausgangsposition und zur Führung des geführten Elements entlang des translatorischen Freiheitsgrades, einen an den ersten Längsabschnitt anschließenden Verbindungsabschnitt zur Führung des geführten Elements entlang des rotarischen Freiheitsgrades, und einen zweiten Längsabschnitt zur Führung des geführten Elements entlang des translatorischen Freiheitsgrades, so dass bei Anordnung des geführten Elements im ersten Längsabschnitt und Einwirkung einer Kraft von einem Bauteil die Kontaktierungseinheit entgegen der von der Federeinheit aufgebrachten Federkraft entlang der Richtung des ersten Längsabschnitts verschiebbar ist, bei Erreichung des Verbindungsabschnitts auf Grund des von der Federeinheit aufgebrachten Feder-Drehmoments entlang der Richtung des Verbindungsabschnitts drehbar ist und bei Erreichung des zweiten Längsabschnitts entlang dessen Richtung verschiebbar ist.
Die Kulissen-Führungsbahn kann in Form mehrerer winklig zueinander verlaufender Führungsnuten oder Führungs-Schlitzen ausgeführt sein.
Der erste Längsabschnitt und der zweite Längsabschnitt verlaufen jeweils mit wenigstens einer Komponente ihrer jeweiligen Erstreckungsrichtung entlang des von der Führungsbahn ermöglichten translatorischen Freiheitsgrades.
Der Verbindungsabschnitt verläuft mit wenigstens einer Komponente seiner Erstreckungsrichtung entlang des von der Führungsbahn ermöglichten rotatorischen Freiheitsgrades.
Die elektrische Kontaktierungseinheit kann auch als Erdungsstift bezeichnet werden und ist im Wesentlichen stiftförmig ausgestaltet. Die Führungsbahn bzw. der translatorische Freiheitsgrad verläuft parallel zur Längsachse der Stiftform.
Die beiden Längsabschnitte sind beidseitig des Verbindungsabschnitts entlang des translatorischen Freiheitsgrades zur selben Seite ausgebildet. Dadurch ergibt sich eine sogenannte Hinterlegung.
Als Federeinheit kann eine Druckfeder verwendet werden, die die Kontaktierungseinheit ausfährt und im Verschließfall nachführt. Diese Federeinheit wird bei der Montage vorgespannt und stellt die Axialkraft bereit, um die Kontaktierungseinheit nach der Montage auszufahren und zwecks elektrischer Kontaktierung an einem Bauteil dauerhaft anzulegen. Zusätzlich zu dieser Axialkraft wird von der Federeinheit ein Drehmoment realisiert, um die Kontaktierungseinheit aus der Ausgangsposition, die auch als Transportsicherungsbereich bezeichnet werden kann, in den zweiten Längsabschnitt zu verdrehen, der eine translatorische Bewegung entlang der Längsachse der Kontaktierungseinheit ermöglicht. Die Federeinheit kann sich dabei axial und in Torsion gespannt einerseits an der Kontaktierungseinheit abstützen, und andererseits an der Führungseinrichtung oder an einem an der Führungseinrichtung fixierten Bauteil, und zwar entlang des translatorischen Freiheitsgrades als auch entlang des rotatorischen Freiheitsgrades.
Bei zumindest teilweiser Ausführung der Kontaktierungseinheit als auch der Führungseinrichtung als Blechteile lassen sich durch Prägungen oder Durchstellungen Abstützelemente erzeugen, an denen sich die Federeinheit abstützen kann.
Die Federeinheit kann dabei eine relativ geringe Federkonstante von < 0,1 N/mm aufweisen.
Die Kulissenführung kann dabei an oder in der Führungseinrichtung angeordnet sein, und das geführte Element kann an der Kontaktierungseinheit angeordnet sein. Dadurch kann bei Einwirkung einer äußeren Kraft auf die Kontaktierungseinheit eine Verschiebung der Kontaktierungseinheit entlang des ersten translatorischen Freiheitsgrades gegen die von der Federeinheit aufgebrachte Federkraft die Kontaktierungseinheit bzw. das dort angeordnete geführte Element aus dem ersten Längsabschnitt heraus und in den Verbindungsabschnitt erfolgen, und dort die Kontaktierungseinheit bzw. das geführte Element auf Grund des von der Federeinheit aufgebrachten Feder- Drehmoments in den zweiten Längsabschnitt bewegt werden, sodass es im zweiten Längsabschnitt entlang des translatorischen Freiheitsgrades federnd abgestützt bewegbar ist. Das geführte Element kann auch als Haltekontur bezeichnet werden, welche beispielsweise als Lasche aus einem Blechbereich ausgestellt wird.
Weiterhin kann die Kontaktierungseinheit ein zur Realisierung eines elektrischen Kontakts an einem externen Bauteil eingerichtetes Kontaktierungsende umfassen, und die Ausgangsposition im ersten Längsabschnitt und der zweite Längsabschnitt können einen geringeren Abstand zum Kontaktierungsende aufweisen als der Verbindungsabschnitt.
Dadurch ergibt sich in etwa ein U-Verlauf der Kulissenführung.
Die Kontaktierungseinheit kann ein stiftförmiges Kontaktelement umfassen, welches das Kontaktierungsende ausbildet, und eine Hülse umfassen, in der das stiftförmige Kontaktelement fixiert ist. Die Hülse kann ein Blechteil, wie zum Beispiel aus Edelstahl, sein. Das Kontaktelement kann im Wesentlichen aus Graphit bestehen, welches in die Hülse eingepresst ist. In der Hülse kann die Kulissenführung ausgeführt sein.
Die Hülse und demzufolge auch das Kontaktelement sind mittels der Führungseinrichtung auf den genannten Führungsbahnen führbar.
Die Federeinrichtung kann sich einerseits an der Hülse und/ oder dem Kontaktelement abstützen, und andererseits an der Führungseinrichtung bzw. einer davon umfassten Grundplatte abstützen. Dafür kann die Hülse ein erstes Abstützelement und die Führungseinrichtung bzw. eine von der Führungseinrichtung umfasste Grundplatte ein zweites Abstützelement aufweisen, an denen sich die Federeinheit für Federeinheit zumindest entlang des rotatorischen Freiheitsgrades abstützen kann.
Der zweite Längsabschnitt kann an seinem dem Verbindungsabschnitt abgewandten Ende offen ausgeführt sein. Die Längsabschnitte und auch der Verbindungsabschnitt der Kulissenführung können schlitzförmig ausgestaltet sein, wobei sich in den Schlitzen das geführte Element in Form eines Zapfens bewegen kann.
Die offene Seite des zweiten Längsabschnitts dient zum Einfädeln des geführten Elements in den zweiten Längsabschnitts bei der Montage.
Weiterhin kann die Kontaktierungseinheit ein zur Ausbildung eines elektrischen Kontakts eingerichtetes Kontaktierungsende mit einer Kugelsegmentform aufweisen. Die Kugelsegmentform garantiert die Anlage der Kontaktierungseinheit an einem externen Bauteil auf der Längsachse der Kontaktierungseinheit, um diese die Kontaktierungseinheit entlang des translatorischen Freiheitsgrades bewegbar ist. Entsprechend erleichtert die Kugelsegmentform eine Drehbewegung der Kontaktierungseinheit entlang des rotatorischen Freiheitsgrades.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Montage einer beschriebenen elektrischen Kontaktierungseinrichtung, bei dem eine Kontaktierungseinheit zur Realisierung eines elektrischen Kontakts an einem Bauteil, eine Führungseinrichtung zur Führung der Kontaktierungseinheit entlang eines translatorischen Freiheitsgrades und entlang eines rotatorischen Freiheitsgrades, und eine Sicherungseinrichtung zur Fixierung des translatorischen Freiheitsgrades der Kontaktierungseinheit in einer Ausgangsposition und zur Freigabe des translatorischen Freiheitsgrades der Kontaktierungseinheit aus der Ausgangsposition heraus bereitgestellt werden. Es ist dabei vorgesehen, dass die Sicherungseinrichtung eine Federeinheit umfasst. Die Kontaktierungseinheit wird unter Spannung der Federeinheit entlang des translatorischen Freiheitsgrades und entlang des rotatorischen Freiheitsgrades von der Führungseinrichtung geführt bewegt und in die Ausgangsposition bewegt, so dass von der Federeinheit in der Ausgangsposition der Kontaktierungseinheit eine Federkraft entlang des translatorischen Freiheitsgrades und ein Feder-Drehmoment entlang des rotatorischen Freiheitsgrades um eine parallel zur Achse des translatorischen Freiheitsgrades verlaufende Längsachse der Kontaktierungseinheit auf diese wirkt.
Die Sicherungseinrichtung kann eine Kulissenführung sowie ein geführtes Element aufweisen, welches von der Kulissenführung entlang deren Kulissen-Führungsbahn, wie zum Beispiel in einer Führungsnut, führbar ist, und eines der beiden Elemente Kulissenführung und geführtes Element kann an oder in der Führungseinrichtung angeordnet sein, und das jeweils andere der beiden Elemente Kulissenführung und geführtes Element kann an oder in der Kontaktierungseinheit angeordnet sein.
Des Weiteren kann die Kulissen-Führungsbahn einen ersten Längsabschnitt zur Aufnahme des geführten Elements in der Ausgangsposition und zur Führung des geführten Elements entlang des translatorischen Freiheitsgrades, einen an den ersten Längsabschnitt anschließenden Verbindungsabschnitt zur Führung des geführten Elements entlang des rotarischen Freiheitsgrades, und einen zweiten Längsabschnitt zur Führung des geführten Elements entlang des translatorischen Freiheitsgrades aufweisen.
Das geführte Element kann in den zweiten Längsabschnitt entlang dessen Richtung entgegen der Federkraft eingeschoben werden und bei Erreichung des Verbindungsabschnitts gegen das von der Federeinheit aufgebrachte Feder-Drehmoment entlang der Richtung des Verbindungsabschnitts gedreht werden. Bei Erreichung des ersten Längsabschnitts kann es auf Grund der von der Federeinheit aufgebrachten Federkraft entlang dessen Richtung verschoben werden, und in einem Endbereich des ersten Längsabschnitts mittels der Federkraft in der Ausgangsposition fixiert werden. Gemäß der Erfindung wird zudem ein Verfahren zur Montage eines Bauteils und Herstellung eines elektrischen Kontakts zwischen dem Bauteil und einer beschriebenen elektrischen Kontaktierungseinrichtung zur Verfügung gestellt, bei dem die elektrische Kontaktierungseinrichtung an einer Trageinheit fixiert wird und derart eine Relativbewegung zwischen Bauteil und der elektrischen Kontaktierungseinrichtung ausgeführt wird, dass das Bauteil eine Kraft mit zumindest einer Komponente auf die Kontaktierungseinheit aufbringt, die entlang des von der Führungsrichtung geführten translatorischen Freiheitsgrades verläuft. Entsprechend wird die Kontaktierungseinheit entgegen der von der Federeinheit aufgebrachten Federkraft entlang des translatorischen Freiheitsgrades verschoben und durch das Feder-Drehmoment aus der Ausgangsposition heraus bewegt und im translatorischen Freiheitsgrad bewegt.
Die Trageinheit kann beispielsweise ein Gestell oder auch ein Gehäuse sein.
Die Relativbewegung kann eine Bewegung zwecks Positionierung des Bauteils in Bezug auf die Kontaktierungseinrichtung sein.
Die Federeinheit wirkt dabei auf ein dem Kontaktierungsende der Kontaktierungseinheit axial gegenüberliegenden Endbereich, und von dort in Richtung auf das Kontaktierungsende.
Das Verfahren kann entsprechend derart ausgeführt werden, dass die Kontaktierungseinheit aus der Ausgangsposition entgegen der von der Federeinheit aufgebrachten Federkraft entlang der Richtung des ersten Längsabschnitts verschoben wird, bei Erreichung des Verbindungsabschnitts auf Grund des von der Federeinheit aufgebrachten Feder-Drehmoments entlang der Richtung des Verbindungsabschnitts gedreht wird und bei Erreichung des zweiten Längsabschnitts entlang dessen Richtung verschoben werden kann.
Mit anderen Worten kann eine Kraft vom Bauteil auf die Kontaktierungseinheit aufgebracht werden, so dass bei Anordnung der Kulissenführung an oder in der Führungseinrichtung und des geführten Elements an oder in der Kontaktierungseinheit eine Verschiebung der Kontaktierungseinheit entlang des ersten translatorischen Freiheitsgrades gegen die von der Federeinheit aufgebrachte Federkraft die Kontaktierungseinheit bzw. das geführte Element aus dem ersten Längsabschnitt heraus und in den Verbindungsabschnitt erfolgt, und dort die Kontaktierungseinheit das geführte Element auf Grund des von der Federeinheit aufgebrachten Feder-Drehmoments in den zweiten Längsabschnitt bewegt wird, und die Kontaktierungseinheit im zweiten Längsabschnitt entlang des translatorischen Freiheitsgrades federnd abgestützt bewegbar ist. Dabei beaufschlagt die Federeinheit die Kontaktierungseinheit weiterhin mit der Federkraft, sodass die Kontaktierungseinheit dauerhaft gegen das Bauteil gedrückt wird und dort dauerhaft einen elektrischen Kontakt realisiert, auch wenn es zu Relativbewegungen zwischen dem Bauteil und der Trageinheit kommt.
Die Kontaktierungseinheit kann bei Ausführung des Bauteils als Welle senkrecht zur Längsachse der Welle ausgerichtet sein.
Die Kontaktierungseinrichtung bildet entsprechend eine Transportsicherung für die Kontaktierungseinheit aus, welche bei Montage und durch die Montage des Bauteils ausgelöst werden kann, sodass selbsttätig ein elektrisch leitfähiger Kontakt zwischen der Kontaktierungseinheit und dem Bauteil geschaffen wird.
Die Kontaktierungseinrichtung ermöglicht somit eine einfache Montage des Bauteils und des Weiteren eine sichere elektrische Kontaktierung des Bauteils durch die Kontaktierungseinheit.
Das Verfahren zur Montage eines Bauteils kann dabei derart realisiert werden, dass das Bauteil einen Abschnitt mit einer Kegelstumpfform aufweist und die Relativbewegung zwischen Bauteil und elektrischer Kontaktierungseinrichtung mit zumindest einer Komponente der Relativbewegung senkrecht zum translatorischen Freiheitsgrad ausgeführt wird, wobei die Kegelstumpfform an die Kontaktierungseinheit zur Anlage gelangt und dadurch eine Kraft mit zumindest einer Komponente entlang des translatorischen Freiheitsgrades auf die Kontaktierungseinheit bewirkt.
Die Kegelstumpfform wirkt entsprechend als schiefe Ebene, die die Kontaktierungseinheit entgegen der Federkraft aus der Ausgangsposition heraus verschiebt, sodass sie sich in beschriebener Weise verdrehen kann und danach entlang des translatorischen Freiheitsgrades bewegen kann, um, beaufschlagt durch die Federkraft, dauerhaft einen elektrisch leitfähigen Kontakt am Bauteil auszubilden.
Der Winkel der Kegelstumpfform kann in Bezug zur Längsachse der Kontaktierungseinheit bis zu 30° betragen. Ein kleinerer Durchmesser der mit der Kegelstumpfform ausgestatteten Welle kann dabei so klein sein, dass bei einer Heranführung der Welle an die Kontaktierungseinrichtung die Kontaktierungseinheit nicht durch den kleineren Wellenabsatz kontaktiert wird. Erreicht jedoch die Kegelstumpfform die Kontaktierungseinheit, wird aufgrund des Prinzips der schiefen Ebene in beschriebener Weise von der Kegelstumpfform eine Kraft auf die Kontaktierungseinheit ausgeübt und diese entgegen der Federkraft aus der Ausgangsposition verschoben. Wird die Welle weiter verschoben, kann ein Absatz mit einem Durchmesser, der den größeren Durchmesser der Kegelstumpfform entspricht, zur Anlage an die Kontaktierungseinheit bzw. deren Kontaktierungsende gelangen. In diesem Zustand wird die Kontaktierungseinheit dauerhaft durch die Federkraft an den größeren Wellenabsatz angedrückt.
Durch die Erfindung wird außerdem eine elektrische Antriebseinrichtung zur Verfügung gestellt, welche wenigstens eine beschriebene elektrische Kontaktierungseinrichtung umfasst. Die elektrische Antriebseinrichtung kann beispielsweise eine elektrische Rotationsmaschine sein, oder aber auch eine sogenannte E-Achse, welche eine elektrische Rotationsmaschine, ein Getriebe und Leistungselektronik miteinander vereint.
Die oben beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden technischen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen, welche bevorzugte Ausgestaltungen zeigen, detailliert erläutert. Die Erfindung wird durch die rein schematischen Zeichnungen in keiner Weise beschränkt, wobei anzumerken ist, dass die in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispiele nicht auf die dargestellten Maße eingeschränkt sind. Es ist dargestellt in
Figur 1 : die elektrische Kontaktierungseinrichtung in einer ersten perspektivischen Explosionsdarstellung,
Figur 2: die elektrische Kontaktierungseinrichtung in einer zweiten perspektivischen Explosionsdarstellung,
Figur 3: die elektrische Kontaktierungseinrichtung im montierten Zustand,
Figur 4: die elektrische Kontaktierungseinrichtung im montierten Zustand zusammen mit einem zu kontaktierenden Bauteil,
Figur 5: die elektrische Kontaktierungseinrichtung im montierten Zustand zusammen mit einem kontaktierten Bauteil, und
Figur 6: die elektrische Kontaktierungseinrichtung im montierten Zustand zusammen mit einem kontaktierten Bauteil nach längerer Lebensdauer.
Zunächst wird der allgemeine Aufbau der elektrischen Kontaktierungseinrichtung 1 anhand der Figuren 1 und 2 erläutert.
Wie in Figur 1 gezeigt umfasst die elektrische Kontaktierungseinrichtung 1 eine Kontaktierungseinheit 10, die in der hier dargestellten Ausführungsform durch ein stiftförmiges Kontaktelement 15 und eine Hülse 20 ausgebildet ist, welche das Kontaktelement 15 abschnittsweise umfasst und fixiert. Des Weiteren umfasst die elektrische Kontaktierungseinrichtung 1 eine Federeinheit 100, hier dargestellt in Form einer Druckfeder, und eine Führungseinrichtung 30 in Form eines Hohlzylinders mit einer stirnseitig angeordneten Grundplatte 31. Die Kontaktierungseinheit 10 ist entgegen einer von der Federeinheit 100 aufgebrachten Kraft in die Führungseinrichtung 30 entlang der Längsachse 11 der Kontaktierungseinheit 10 einschiebbar und somit von der Führungseinrichtung 30 entlang eines translatorischen Freiheitsgrades 40 sowie eines rotatorischen Freiheitsgrades 41 führbar.
Im Körper der Führungseinrichtung 30 ist eine Sicherungseinrichtung 50 durch eine Kulissenführung 60 ausgebildet, die eine Kulissen-Führungsbahn 70 umfasst, welche einen ersten Längsabschnitt 71 , der parallel zum translatorischen Freiheitsgrad führt, einen Verbindungsabschnitt 73, der parallel zum rotatorischen Freiheitsgrad 41 führt, und einen zweiten Längsabschnitt 72 umfasst, der parallel zum translatorischen Freiheitsgrad 40 führt. Somit verbindet der Verbindungsabschnitt 73 den ersten Längsabschnitt 71 mit dem zweiten Längsabschnitt 72. An der Hülse 20 der Kontaktierungseinheit 10 ist ein geführtes Element 80 in Form eines Vorsprungs angeordnet.
Figur 2 zeigt die elektrische Kontaktierungseinrichtung 1 in Explosionsdarstellung in einer anderen Blickrichtung, wobei hier erkennbar ist, dass an der Hülse 20 der Kontaktierungseinheit 10 stirnseitig ein Endbereich 14 ausgebildet ist, der zur Anlage der Federeinheit 100 dient. Hier ist auch ein erstes Abstützelement 21 angeordnet, an welchem sich die Federeinheit 100 in rotatorischer Richtung abstützt. An der Grundplatte 31 der Führungseinrichtung 30 ist ein zweites Abstützelement 32 angeordnet, an welchem sich an der Innenseite des von der Führungseinrichtung 30 ausgebildeten Hohlzylinders ebenfalls die Federeinheit 100 in rotatorischer Richtung abstützt.
Figur 3 zeigt die elektrische Kontaktierungseinheit 1 in einem in einer Trageinheit 120, die zum Beispiel ein Gehäuse sein kann, angeordneten und montierten Zustand.
Es ist hier ersichtlich, dass das geführte Element 80 sich im ersten Längsabschnitt 71 der Kulissenführung 60 befindet. Die Kontaktierungseinheit wird durch eine von der Federeinheit bewirkte Federkraft 101 belastet, sodass sich das geführte Element 80 an den Endbereich des ersten Längsabschnitts 71 anlegt. Dies ist die Ausgangsposition 90 des geführten Elements 80. Das Kontaktierungsende 12 der Kontaktierungseinheit 10 ist unbelastet. Zudem bringt die Federeinheit ein Feder-Drehmoment 102 auf die Kontaktierungseinheit auf, wobei sich jedoch die Kontaktierungseinheit trotz Belastung durch das Feder- Drehmoment 102 nicht verdreht, da das geführte Element 80 vom ersten Längsab- schnitt 71 der Kulissen-Führungsbahn 70 an der Verdrehung gehindert wird.
Figur 4 zeigt die Annäherung eines zu kontaktierenden Bauteils 110 in Form einer mit einem Konus bzw. einer Kegelstumpfform 112 ausgestatteten Welle entlang dessen Bewegungsrichtung 113. Solange das Kontaktierungsende 12 unbelastet bleibt, verbleibt auch das geführte Element 80 in der Ausgangsposition 90.
Figur 5 zeigt den montierten Zustand des Bauteils 110. Dabei ist das Bauteil 110 so weit entlang seiner Bewegungsrichtung 113 bewegt worden, dass das Kontaktierungsende 12 über die Kegelstumpfform 112 hinweggeglitten ist und nunmehr auf einem Absatz des Bauteils 110 bzw. der Welle zur Anlage gelangt ist, der wesentlich größer ist als der kleinere Durchmesser der Welle. Aufgrund dessen wirkt vom Bauteil 110 eine Kraft 111 auf das Kontaktierungsende 12.
Die Kontaktierungseinheit 12 ist mit einer Kugelsegmentform 13 ausgestaltet. Durch die Einwirkung der Kraft 111 vom Bauteil 110 auf die Kontaktierungseinheit 10 hat diese sich entlang des translatorischen Freiheitsgrades 40 im ersten Längsabschnitt 71 verschoben, bis das geführte Element 80 den Verbindungsabschnitt 73 erreicht hatte.
Aufgrund dessen, dass wie in Bezug zur Figur 3 erläutert im Inneren der Kontaktierungseinrichtung die Federeinheit ein Feder-Drehmoment 102 auf die Kontaktierungseinheit aufgebracht hatte, ist die Kontaktierungseinheit und demzufolge auch das geführte Element 80 entlang des rotatorischen Freiheitsgrades 41 verdreht worden, sodass das geführte Element 80 die in Figur 5 dargestellte Position im zweiten Längsabschnitt 72 der Kulissen-Führungsbahn 70 erreicht hat.
Diese Drehung ist durch die Kugelsegmentform 13 des Kontaktierungsendes 12 erleichtert worden.
In der in Figur 5 dargestellten Position wirkt weiterhin die von der Federeinheit aufgebrachte und in Bezug zur Figur 3 erläuterte Federkraft 101 in Richtung auf das Bauteil 110, sodass das Kontaktierungsende 12 dauerhaft an das Bauteil 110 angedrückt wird und dort einen elektrischen Kontakt realisiert. Figur 6 zeigt einen Zustand der Kontaktierungseinrichtung nach längerer Lebensdauer, die dazu führte, dass aufgrund einer Relativbewegung zwischen dem Bauteil 110 und der elektrischen Kontaktierungseinrichtung 1 das Kontaktelement 15 teilweise verschlissen wurde und demzufolge sich verkürzt hat.
Aufgrund der doch weiterhin von der Federeinheit aufgebrachten Federkraft 101 entlang des translatorischen Freiheitsgrades 40 wird jedoch das Kontaktierungsende 12 des Kontaktelement 15 weiterhin gegen die Oberfläche des Bauteils 110 gedrückt. Es kommt dabei nicht zu einer Ablösung des Kontaktierungsendes 12 vom Bauteil 110, da sich das geführte Element 80 im zweiten Längsabschnitt 72 der Kulissen-Füh- rungsbahn 70 und damit entlang der Längsachse 11 der Kontaktierungseinheit bewegen kann und somit die Kontaktierungseinheit 10 nachführen kann.
Mit der hier vorgeschlagenen elektrischen Kontaktierungseinrichtung, dem Verfahren zur Montage einer elektrischen Kontaktierungseinrichtung, dem Verfahren zur Montage eines Bauteils und Herstellung eines elektrischen Kontakts zwischen dem Bauteil und der elektrischen Kontaktierungseinrichtung sowie der elektrischen Antriebseinrichtung werden technische Lösungen zur Verfügung gestellt, die in einfacher und kostengünstiger Weise die Herstellung eines elektrischen Kontakts an einem zu montierenden Bauteil gewährleisten.
Bezuqszeichenliste
1 Elektrische Kontaktierungseinrichtung
10 Kontaktierungseinheit
11 Längsachse der Kontaktierungseinheit
12 Kontaktierungsende
13 Kugelsegmentform
14 Endbereich
15 Kontaktelement
20 Hülse
21 erstes Abstützelement
30 Führungseinrichtung
31 Grundplatte
32 zweites Abstützelement
40 translatorischer Freiheitsgrad
41 rotatorischer Freiheitsgrad
50 Sicherungseinrichtung
60 Kulissenführung
70 Kulissen-Führungsbahn
71 erster Längsabschnitt
72 zweiter Längsabschnitt
73 Verbindungsabschnitt
80 geführtes Element
90 Ausgangsposition
100 Federeinheit
101 Federkraft
102 Feder-Drehmoment
110 Bauteil
111 Kraft
112 Kegelstumpfform
113 Bewegungsrichtung des Bauteils
120 Trageinheit

Claims

Patentansprüche
1. Elektrische Kontaktierungseinrichtung (1 ), umfassend eine Kontaktierungseinheit (10) zur Realisierung eines elektrischen Kontakts an einem Bauteil (110), eine Führungseinrichtung (30) zur Führung der Kontaktierungseinheit (10) entlang eines translatorischen Freiheitsgrades (40) und entlang eines rotatorischen Freiheitsgrades (41 ), und eine Sicherungseinrichtung (50) zur Fixierung des translatorischen Freiheitsgrades (40) der Kontaktierungseinheit (10) in einer Ausgangsposition (90), und zur Freigabe des translatorischen Freiheitsgrades (40) der Kontaktierungseinheit (10) aus der Ausgangsposition (90) heraus, und wobei die Sicherungseinrichtung (50) eine Federeinheit (100) umfasst, mit der die Kontaktierungseinheit (10) in der Ausgangsposition (90) mit einer Federkraft (101 ) entlang des translatorischen Freiheitsgrades (40) beaufschlagbar oder beaufschlagt ist und mit einem Feder-Drehmoment (102) entlang des rotatorischen Freiheitsgrades (41 ) um eine parallel zur Achse des translatorischen Freiheitsgrades (40) verlaufende Längsachse (11 ) der Kontaktierungseinheit (10) beaufschlagbar oder beaufschlagt ist, so dass bei Einwirkung einer Kraft (111 ) auf die Kontaktierungseinheit (10) die Kontaktierungseinheit (10) entgegen der Federkraft (101 ) und durch das Feder-Drehmoment (102) aus der Ausgangsposition (90) heraus bewegbar und im translatorischen Freiheitsgrad (40) bewegbar ist.
2. Elektrische Kontaktierungseinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungseinrichtung (50) eine Kulissenführung (60) sowie ein geführtes Element (80) aufweist, welches von der Kulissenführung (60) entlang deren Kulissen-Führungsbahn (70) führbar ist, wobei eines der beiden Elemente Kulissenführung (60) und geführtes Element (80) an oder in der Führungseinrichtung (30) angeordnet ist, und das jeweils andere der beiden Elemente Kulissenführung (60) und geführtes Element (80) an oder in der Kontaktierungseinheit (10) angeordnet ist, wobei die Kulissen-Führungsbahn (70) einen ersten Längsabschnitt (71 ) zur Aufnahme des geführten Elements (80) in der Ausgangsposition (90) und zur Führung des geführten Elements (80) entlang des translatorischen Freiheitsgrades (40), einen an den ersten Längsabschnitt (71 ) anschließenden Verbindungsabschnitt (73) zur Führung des geführten Elements (80) entlang des rotarischen Freiheitsgrades (41 ), und einen zweiten Längsabschnitt (72) zur Führung des geführten Elements (80) entlang des translatorischen Freiheitsgrades (40) aufweist, so dass bei Anordnung des geführten Elements (80) im ersten Längsabschnitt (71 ) und Einwirkung einer Kraft (111 ) von einem Bauteil (110) die Kontaktierungseinheit (10) entgegen der von der Federeinheit (100) aufgebrachten Federkraft (101 ) entlang der Richtung des ersten Längsabschnitts (71 ) verschiebbar ist, bei Erreichung des Verbindungsabschnitts (73) auf Grund des von der Federeinheit (100) aufgebrachten Feder-Drehmoments (102) entlang der Richtung des Verbindungsabschnitts (73) drehbar ist und bei Erreichung des zweiten Längsabschnitts (72) entlang dessen Richtung verschiebbar ist.
3. Elektrische Kontaktierungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kulissenführung (60) an oder in der Führungseinrichtung (30) angeordnet ist, und das geführte Element (80) an der Kontaktierungseinheit (10) angeordnet ist.
4. Elektrische Kontaktierungseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktierungseinheit (10) ein zur Realisierung eines elektrischen Kontakts an einem externen Bauteil (110) eingerichtetes Kontaktierungsende (12) umfasst, und die Ausgangsposition (90) im ersten Längsabschnitt (71 ) und der zweite Längsabschnitt (72) einen geringeren Abstand zum Kontaktierungsende (12) aufweisen als der Verbindungsabschnitt (73).
5. Elektrische Kontaktierungseinrichtung nach einem der Ansprüche 2-4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Längsabschnitt (72) an seinem dem Verbindungsabschnitt (73) abgewandten Ende offen ist.
6. Elektrische Kontaktierungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktierungseinheit (10) ein zur Ausbildung eines elektrischen Kontakts eingerichtetes Kontaktierungsende (12) mit einer Kugelsegmentform (13) aufweist.
7. Verfahren zur Montage einer elektrischen Kontaktierungseinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem eine Kontaktierungseinheit (10) zur Realisierung eines elektrischen Kontakts an einem Bauteil (110), eine Führungseinrichtung (30) zur Führung der Kontaktierungseinheit (10) entlang eines translatorischen Freiheitsgrades (40) und entlang eines rotatorischen Freiheitsgrades (41 ), und eine Sicherungseinrichtung (50) zur Fixierung des translatorischen Freiheitsgrades (40) der Kontaktierungseinheit (10) in einer Ausgangsposition (90) und zur Freigabe des translatorischen Freiheitsgrades (40) der Kontaktierungseinheit (10) aus der Ausgangsposition (90) heraus bereitgestellt werden, wobei die Sicherungseinrichtung (50) eine Federeinheit (100) umfasst und die Kontaktierungseinheit (10) unter Spannung der Federeinheit (100) entlang des translatorischen Freiheitsgrades (40) und entlang des rotatorischen Freiheitsgrades (41 ) von der Führungseinrichtung (30) geführt bewegt wird und in die Ausgangsposition (90) bewegt wird, so dass von der Federeinheit (100) in der Ausgangsposition (90) der Kontaktierungseinheit (10) eine Federkraft (101 ) entlang des translatorischen Freiheitsgrades (40) und ein Feder-Drehmoment (103) entlang des rotatorischen Freiheitsgrades (41 ) um eine parallel zur Achse des translatorischen Freiheitsgrades (40) verlaufende Längsachse (11 ) der Kontaktierungseinheit (10) auf diese wirkt.
8. Verfahren zur Montage eines Bauteils (110) und Herstellung eines elektrischen Kontakts zwischen dem Bauteil (110) und einer elektrischen Kontaktierungseinrichtung (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die elektrische Kontaktierungseinrichtung (1 ) an einer Trageinheit (120) fixiert wird und derart eine Relativbewegung zwischen Bauteil (110) und der elektrischen Kontaktierungseinrichtung (1 ) ausgeführt wird, dass das Bauteil (110) eine Kraft (111 ) mit zumindest einer Komponente auf die Kontaktierungseinheit (10) aufbringt, die entlang des von der Führungsrichtung (30) geführten translatorischen Freiheitsgrades (40) verläuft, so dass die Kontaktierungseinheit (10) entgegen der von der Federeinheit (100) aufgebrachten Federkraft (101 ) entlang des translatorischen Freiheitsgrades (40) verschoben wird und durch das Feder-Drehmoment (102) aus der Ausgangsposition (90) heraus bewegt wird und im translatorischen Freiheitsgrad (40) bewegt wird.
9. Verfahren zur Montage eines Bauteils nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (110) einen Abschnitt mit einer Kegelstumpfform (112) aufweist und die Relativbewegung zwischen Bauteil (110) und der elektrischen Kontaktierungseinrichtung (1 ) mit zumindest einer Komponente der Relativbewegung senkrecht zum translatorischen Freiheitsgrad (40) ausgeführt wird, wobei die Kegelstumpfform (112) an die Kontaktierungseinheit (10) zur Anlage gelangt und dadurch eine Kraft (111 ) mit zumindest einer Komponente entlang des translatorischen Freiheitsgrades (40) auf die Kontaktierungseinheit (10) bewirkt.
10. Elektrische Antriebseinrichtung, umfassend wenigstens eine elektrische Kontaktierungseinrichtung (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6.
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