elektrisch leitfähigen Verbindung

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen einer elektrisch leitfähigen Verbindung, mit einem ersten länglichen Kontaktierteil, welches sich entlang einer Längsachse erstreckt und einen Kontaktierabschnitt aufweist, und einem zweiten länglichen Kontaktierteil, welches sich entlang einer Längsachse erstreckt und einen Kontaktierabschnitt aufweist, wobei das erste Kontaktierteil und das zweite Kontaktierteil über eine Axialbewegung des ersten Kontaktierteils und/oder des zweiten Kontaktierteils in einen Kontaktzustand bringbar sind, in welchem der Kontaktierabschnitt des ersten Kontaktierteils und der Kontaktierabschnitt des zweiten Kontaktierteils elektrisch leitfähig miteinander in Kontakt stehen. erner betrifft die Erfindung einen elektrischen Energiespeicher mit einer oder mehreren Zellen zum Speichern von elektrischer Energie und einer oder mehreren Vorrichtungen zum Herstellen einer elektrisch leitfähigen Verbindung.

Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einem elektrischen Energiespeicher. In dem Bereich der Hochvolt-Technik, insbesondere bei der Kontaktierung von elektrischen Energiespeichern für Elektro- oder Hybridfahrzeuge, ist das Herstellen einer elektrisch leitfähigen Verbindung weiterhin vergleichsweise zeit- und kostenintensiv. Beispielsweise werden dabei Anschlusskabel über eine Schraube an einem Kontaktpol befestigt. Zur Herstellung einer entsprechenden Befestigung ist regelmäßig kostspieliges Spezialwerkzeug notwendig. Ferner ist der Einsatz von speziell geschulten Personen notwendig, wodurch die Kosten weiter erhöht werden.

Bei anderen Lösungen werden Stecksysteme eingesetzt, bei welchen eine Verrastung eines Bügels an einem Steckergehäuse erfolgt. Entsprechende Systeme benötigen jedoch einen vergleichsweise großen Bauraum während der Montage, sodass deren Verwendung in einer Vielzahl von Anwendungsbereichen ausscheidet.

Aus der Druckschrift DE 10 2016 014 096 A1 ist eine Vorrichtung zum Herstellen einer elektrisch leitfähigen Verbindung bekannt, bei welcher zwei Mantelelemente, welche jeweils einem elektrischen Leiterelement zugeordnet sind, mittels eines Sicherungsbolzens aneinander befestigt werden, wobei der Sicherungsbolzen zum Herbeiführen eines Sicherungszustandes um eine im Wesentlichen senkrecht zu den Mantelelementen verlaufende Drehachse zu verdrehen ist.

Diese und andere bekannte Lösungen zum Herstellen einer elektrisch leitfähigen Verbindung sind jedoch kostenintensiv und/oder bedingen aufwendige und/oder zeitintensive Arbeitsvorgänge zum Herstellen der elektrisch leitfähigen Verbindung.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht somit darin, das Herstellen einer elektrisch leitfähigen Verbindung, insbesondere bei Bauteilen aus dem Anwendungsbereich der Hochvolt-Technik, zu vereinfachen.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art, wobei die erfindungsgemäße Vorrichtung eine, insbesondere reversibel und zerstörungsfrei lösbare, Sicherungseinrichtung aufweist, welche dazu eingerichtet ist, in einem Sicherungszustand ein Außer-Kontakt-Kommen des Kontaktierabschnitts des ersten Kontaktierteils und des Kontaktierabschnitts des zweiten Kontaktierteils zu verhindern.

Vorzugsweise weisen das erste Kontaktierteil und/oder das zweite Kontaktierteil jeweils zumindest abschnittsweise einen runden Querschnitt auf und/oder sind zumindest abschnittsweise zylinderförmig ausgebildet.

In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Kontaktierabschnitt des ersten Kontaktierteils an einer Stirnseite des ersten Kontaktierteils angeordnet. Alternativ oder zusätzlich ist der Kontaktierabschnitt des zweiten Kontaktierteils an einer Stirnseite des zweiten Kontaktierteils angeordnet. Dadurch, dass die Kontaktierabschnitte an den Stirnseiten des ersten Kontaktierteils und des zweiten Kontaktierteils angeordnet sind, können das erste Kontaktierteil und das zweite Kontaktierteil auf einer gemeinsamen Längsachse axial aufeinander zubewegt werden, bis die jeweiligen Stirnseiten aufeinanderstoßen, sodass eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem ersten Kontaktierteil und dem zweiten Kontaktierteil entsteht. Vorzugsweise ist das erste Kontaktierteil als männliches Kontaktierteil ausgebildet, wobei das zweite Kontaktierteil als weibliches Kontaktierteil ausgebildet ist. In diesem Fall weist das zweite Kontaktierteil an der dem ersten Kontaktierteil zugewandten Stirnseite eine Ausnehmung zur Aufnahme des Kontaktierabschnitts des ersten Kontaktierteils auf. Alternativ kann das erste Kontaktierteil als weibliches Kontaktierteil ausgebildet sein, wobei das zweite Kontaktierteil als männliches Kontaktierteil ausgebildet ist. In diesem Fall weist das erste Kontaktierteil an der dem zweiten Kontaktierteil zugewandten Stirnseite eine Ausnehmung zur Aufnahme des Kontaktierabschnitts des zweiten Kontaktierteils auf. Vorzugsweise sind die Kontaktierabschnitte des ersten Kontaktierteils und des zweiten Kontaktierteils derart ausgebildet, dass zwischen dem ersten Kontaktierteil und dem zweiten Kontaktierteil ein Rundkontakt und/oder eine umlaufende Kontaktfläche, welche als Kegelmantelfläche ausgebildet sein kein, im Kontaktzustand entsteht. Vorzugsweise weist das zweite Kontaktierteil einen Kontaktsitz für das erste Kontaktierteil auf. Insbesondere weist das erste Kontaktierteil oder das zweite Kontaktierteil an einem stirnseitigen Endabschnitt eine elektrisch nicht-leitfähige Kappe auf, welche beispielsweise aus Kunststoff ausgebildet ist. Die Kappe dient als Berührschutz und sorgt für eine erhebliche Steigerung der Sicherheit während der Montage der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Vorzugsweise ist die Stirnseite des ersten Kontaktierteils oder des zweiten Kontaktierteils zumindest abschnittsweise kegelstumpfförmig ausgebildet und/oder weist einen sich verkleinernden Querschnitt auf. Die kegelstumpfförmige Ausbildung der Stirnseite des ersten Kontaktierteils oder des zweiten Kontaktierteils erlaubt die Erzeugung hoher Kontaktpresskräfte zwischen dem ersten Kontaktierteil und dem zweiten Kontaktierteil. Außerdem sorgt die kegelstumpfförmige Ausbildung der Stirnseite des ersten Kontaktierteils oder des zweiten Kontaktierteils für eine vergleichsweiße große Kontaktfläche, wodurch eine gute Übertragung von Strom und Temperatur gewährleistet ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird ferner dadurch vorteilhaft weitergebildet, dass die Sicherungseinrichtung derart ausgebildet ist, dass zum Herbeiführen des Sicherungszustands zumindest ein Teil der Sicherungseinrichtung um eine Drehachse zu drehen ist, wobei die Drehachse im Wesentlichen parallel oder fluchtend zu der Längsachse des ersten Kontaktierteils und/oder im Wesentlichen parallel oder fluchtend zu der Längsachse des zweiten Kontaktierteils verläuft. Somit ist zum Herbeiführen des Sicherungszustands zumindest an einem Teil der Sicherungseinrichtung, an dem ersten Kontaktierteil und/oder dem zweiten Kontaktierteil eine Axialrotation auszuführen. Dadurch, dass die notwendige Drehbewegung zum Herbeiführen des Sicherungszustands um eine Drehachse auszuführen ist, welche im Wesentlichen parallel oder fluchtend zu der Längsachse des ersten und/oder zweiten Kontaktierteils verläuft, wird der notwendige freie Bauraum zur Montage der erfindungsgemäßen Vorrichtung gegenüber bekannten Vorrichtungen erheblich verringert. Dies gilt besonders im Vergleich zu einer Vorrichtung, bei welcher ein Sicherungsbolzen um eine Drehachse zu verdrehen ist, welche im Wesentlichen senkrecht zu der Längsachse des ersten oder des zweiten Kontaktierteils verläuft. Ferner ist durch eine entsprechende Drehsicherung die Handhabung der Vorrichtung erheblich vereinfacht, da unter Verwendung von geeigneten Schutzhülsen ein Mechanismus umgesetzt werden kann, welcher ohne Weiteres manuell betätigbar ist. Somit entfällt die Notwendigkeit des Einsatzes von Spezialwerkzeug.

Außerdem ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung bevorzugt, bei welcher nach Herbeiführen des Sicherungszustands eine freie Axialrotation der Sicherungseinrichtung, des ersten Kontaktierteils und/oder des zweiten Kontaktierteils im Wesentlichen verhindert ist. Bekannte Vorrichtungen zum Herstellen einer elektrisch leitfähigen Verbindung, welche eine Axialrotation erlauben, haben den Nachteil, dass die Ausführung einer entsprechenden Axialrotation auch nach dem Herbeiführen des Sicherungszustands möglich ist. Dies kann insbesondere an den Kontaktstellen zum Fretting führen, sodass sich die Kontaktstellen aufgrund von Mikrobewegungen, beispielsweise durch Vibrationen, besonders rasch abnutzen. Dieser Effekt kann mit einer Korrosionsentwicklung einhergehen, sodass die Lebensdauer der Vorrichtung durch den Umstand, dass eine freie Axialrotation der Sicherungseinrichtung, des ersten Kontaktierteils und/oder des zweiten Kontaktierteils nach Herbeiführen des Sicherungszustands im Wesentlichen verhindert ist, erheblich gesteigert wird. Vorzugsweise ist eine relative Axialverdrehung des ersten Kontaktierteils und des zweiten Kontaktierteils nach Herbeiführen des Sicherungszustands verhindert, sodass in dem Kontaktbereich zwischen dem ersten Kontaktierteil und dem zweiten Kontaktierteil Fretting effektiv vermieden wird. Vorzugsweise klemmen das erste Kontaktierteil und das zweite Kontaktierteil im Sicherungszustand fest zusammen, sodass eine Relativbewegung des ersten Kontaktierteils und des zweiten Kontaktierteil im Sicherungszustand verhindert ist.

In einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Sicherungseinrichtung als Bajonettverschluss ausgebildet. Der Bajonettverschluss kann dabei Teile umfassen, welche separat von dem ersten Kontaktierteil und dem zweiten Kontaktierteil ausgebildet sind. Ferner kann der Bajonettverschluss Teile umfassen, welche Bestandteile des ersten Kontaktierteils und/oder des zweiten Kontaktierteils darstellen. Insbesondere weist der Bajonettverschluss einerseits einen oder mehrere Schlitze und andererseits einen oder mehrere Bajonettbolzen auf. Vorzugsweise ist der eine oder sind die mehreren Bajonettbolzen mit dem einen oder den mehreren Schlitzen zum Herbeiführen des Sicherungszustands miteinander in Eingriff bringbar und/oder in dem einen oder den mehreren Schlitzen einrastbar.

In einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist die Sicherungseinrichtung eine Befestigungshülse und eine Fixiereinrichtung auf, welche dazu eingerichtet sind, im Sicherungszustand der Sicherungseinrichtung derart miteinander in Eingriff zu stehen, dass ein Außer-Kontakt-Kommen des Kontaktierabschnitts des ersten Kontaktierteils und des Kontaktierabschnitts des zweiten Kontaktierteils verhindert wird. Dabei kann die Befestigungshülse mit dem ersten Kontaktierteil oder dem zweiten Kontaktierteil in Kontakt stehen. Ferner kann die Fixiereinrichtung mit dem ersten Kontaktierteil oder dem zweiten Kontaktierteil in Kontakt stehen. Vorzugsweise sind die Befestigungshülse und das erste Kontaktierteil relativ zueinander zu verdrehen, um den Sicherungszustand der Sicherungseinrichtung herbeizuführen. Vorzugsweise ist das relative Verdrehen der Befestigungshülse und des ersten Kontaktierteils aufgrund des vergleichsweise geringen notwendigen Drehmoments manuell und ohne Werkzeug ausführbar. Alternativ sind die Befestigungshülse und das zweite Kontaktierteil relativ zueinander zu verdrehen, um den Sicherungszustand der Sicherungseinrichtung herbeizuführen. Vorzugsweise ist das relative Verdrehen der Befestigungshülse und des zweiten Kontaktierteils aufgrund des vergleichsweise geringen notwendigen Drehmoments manuell und ohne Werkzeug ausführbar.

In einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Befestigungshülse dazu eingerichtet, auf das erste Kontaktierteil oder das zweite Kontaktierteil aufgeschoben zu werden. Insbesondere weist die Befestigungshülse eine Ausnehmung auf, deren Querschnitt ein Aufschieben der Befestigungshülse auf das erste Kontaktierteil oder das zweite Kontaktierteil erlaubt. Vorzugsweise ist die Befestigungshülse axial auf dem ersten Kontaktierteil oder dem zweiten Kontaktierteil verschiebbar, sofern der Sicherungszustand der Sicherungseinrichtung noch nicht herbeigeführt wurde. Vorzugsweise weist das erste Kontaktierteil oder das zweite Kontaktierteil einen Axialanschlag für die Befestigungshülse auf, wobei der Axialanschlag die Axialbewegung der Befestigungshülse in eine Axialrichtung begrenzt. Der Axialanschlag kann beispielsweise ein sich nach außen erstreckender Materialvorsprung sein, etwa ein umlaufender sich nach außen erstreckender Materialkragen. Zwischen dem Axialanschlag und der Befestigungshülse können weitere Bauteile angeordnet sein, wie beispielsweise ein Federelement.

In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Fixiereinrichtung mit dem ersten Kontaktierteil oder dem zweiten Kontaktierteil verbunden. Vorzugsweise ist die Fixiereinrichtung in Axialrichtung unbeweglich an dem ersten Kontaktierteil oder dem zweiten Kontaktierteil befestigt. Die Fixiereinrichtung kann beispielsweise ein Sicherungsstift sein, welcher sich quer durch das erste Kontaktierteil oder das zweite Kontaktierteil erstreckt. Alternativ kann die Fixiereinrichtung auch einen oder mehrere, insbesondere zwei gegenüberliegende, sich nach außen erstreckende Materialvorsprünge umfassen. Die Materialvorsprünge können integrale Bestandteile des ersten Kontaktierteils oder des zweiten Kontaktierteils sein oder kraftschlüssig, formschlüssig und/oder stoffschlüssig mit dem ersten Kontaktierteil oder dem zweiten Kontaktierteil verbunden sein.

In einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Befestigungshülse als Bajonetthülse ausgebildet und weist vorzugsweise einen oder mehrere Schlitze zur Aufnahme von einem oder mehreren Bajonettbolzen auf. Vorzugsweise weist die als Bajonetthülse ausgebildete Befestigungshülse zwei gegenüberliegende Schlitze auf, welche sich in einem ersten Bereich im Wesentlichen parallel zur Längsachse des ersten Kontaktierteils und/oder des zweiten Kontaktierteils erstrecken und in einem zweiten Teil sich im Wesentlichen in Umfangsrichtung bezogen auf die Längsachse des ersten Kontaktierteils und/oder der Längsachse des zweiten Kontaktierteils erstrecken. Vorzugsweise weist der eine oder weisen die mehreren Schlitze eine Schlitzöffnung auf, wobei die eine oder die mehreren Schlitzöffnungen an einer Stirnseite der als Bajonetthülse ausgebildeten Befestigungshülse angeordnet sind.

Bevorzugt ist außerdem eine erfindungsgemäße Vorrichtung, bei welcher die Fixiereinrichtung einen oder mehrere Bajonettbolzen aufweist, welche in einen oder mehrere Schlitze einer Bajonetthülse einsetzbar sind. Der eine oder die mehreren Bajonettbolzen können beispielsweise als Stifte ausgebildet sein, welche in Radialrichtung aus dem ersten Kontaktierteil oder dem zweiten Kontaktierteil herausragen.

Vorzugsweise sind die Bajonetthülse und der eine oder die mehreren Bajonettbolzen dazu eingerichtet, eine auf die Bajonetthülse oder den einen oder die mehreren Bajonettbolzen aufgebrachte Rotationsbewegung in eine Linearbewegung umzuformen. Auf diese Weise ergibt sich eine Hebelwirkung, da eine vergleichsweise lange Rotationsbewegung in eine vergleichsweise kurze Axialbewegung übersetzt wird. Hierdurch sind lediglich geringe Drehmomente zum Herbeiführen des Sicherungszustands notwendig. Das notwendige Drehmoment kann außerdem durch außenliegende Schutzhülsen weiter verringert werden, da der Abstand zwischen der greifbaren Außenfläche der Vorrichtung und der Drehachse durch entsprechende außenliegende Schutzhülsen weiter vergrößert wird. Auf diese Weise wird die Hebelwirkung nochmals gesteigert.

Darüber hinaus ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung vorteilhaft, bei welcher die Sicherungseinrichtung ein Federelement aufweist, welches mit der Befestigungshülse oder der Fixiereinrichtung verbunden und dazu eingerichtet ist, im Sicherungszustand der Sicherungsrichtung eine in Axialrichtung wirkende Zugkraft zwischen der Befestigungshülse und der Fixiereinrichtung zu erzeugen. Durch die Zugkraft wird der eine oder werden die mehreren Bajonettbolzen sicher innerhalb des einen oder der mehreren Schlitze gehalten, sodass die Bajonettsicherung ein Außer- Kontakt-Kommen des Kontaktierabschnitts des ersten Kontaktierteils und des Kontaktierabschnitts des zweiten Kontaktierteils effektiv verhindert. Vorzugsweise ist das Federelement als umlaufendes Federelement ausgebildet und umschließt das erste Kontaktierteil oder das zweite Kontaktierteil. Vorzugsweise übt das Federelement eine Druckkraft zwischen dem ersten Kontaktierteil und der Befestigungshülse oder dem zweiten Kontaktierteil und der Befestigungshülse aus. Das Federelement kann als Schraubenfeder, Tellerfeder, Wellenfeder oder Spiralfeder ausgebildet sein.

Außerdem ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung bevorzugt, bei welcher die Fixiereinrichtung ortsfest in Bezug auf das erste Kontaktierteil oder das zweite Kontaktierteil mit dem ersten Kontaktierteil oder dem zweiten Kontaktierteil verbunden ist. Beispielsweise umfasst die Fixiereinrichtung einen oder mehrere sich in Radialrichtung erstreckende Stifte oder Bolzen, welche sich durch das erste Kontaktierteil oder das zweite Kontaktierteil erstrecken.

In einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung läuft die Befestigungshülse zumindest abschnittsweise um das erste Kontaktierteil und/oder das zweite Kontaktierteil um und ist zum Herstellen des Sicherungszustands der Sicherungseinrichtung relativ zu dem ersten Kontaktierteil und/oder dem zweiten Kontaktierteil verdrehbar. Durch das relative Verdrehen der Befestigungshülse zu dem ersten Kontaktierteil und/oder dem zweiten Kontaktierteil können die Befestigungshülse und die Fixiereinrichtung in Eingriff gebracht werden, sodass ein Außer-Kontakt-Kommen des Kontaktierabschnitts des ersten Kontaktierteils und des Kontaktierabschnitts des zweiten Kontaktierteils vermieden wird.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist die Befestigungshülse zwei, vorzugsweise gegenüberliegende, Hülsenflügel auf, welche über den Hülsenboden miteinander verbunden sind. Die Hülsenflügel erstrecken sich vorzugsweise in Längsrichtung des ersten Kontaktierteils und/oder des zweiten Kontaktierteils. Vorzugsweise weist der Hülsenboden eine Ausnehmung auf, wobei die Befestigungshülse über die Ausnehmung im Hülsenboden auf das erste Kontaktierteil oder das zweite Kontaktierteil aufschiebbar ist. Zwischen den Hülsenflügeln sind vorzugsweise in Längsrichtung verlaufende Schlitze oder sich in Längsrichtung erstreckende Freiräume ausgebildet. In einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist die Befestigungshülse einen Verbreiterungsabschnitt auf, innerhalb welchem sich ein oder mehrere Materialabschnitte der Befestigungshülse nach außen erstrecken, sodass sich der Querschnitt der Befestigungshülse vergrößert. Vorzugsweise erstreckt sich der Verbreiterungsabschnitt über sämtliche Hülsenflügel, sodass sich der Abstand von gegenüberliegenden Hülsenflügeln im Bereich des Verbreiterungsabschnitts ändert. Durch den Verbreiterungsabschnitt kann die Befestigungshülse formschlüssig gegen eine Axialverschiebung gesichert werden. Alternativ oder zuständlich zu dem Verbreitungsabschnitt kann die Befestigungshülse auch eine oder mehrere sich nach außen erstreckende Rastlanzen und/oder einen oder mehrere sich nach außen erstreckende Materialvorsprünge aufweisen.

Eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist eine elektrisch nicht-leitfähige Schutzeinrichtung auf, welche das erste Kontaktierteil, das zweite Kontaktierteil und/oder die Sicherungseinrichtung zumindest abschnittsweise umgibt. Die Schutzeinrichtung kann einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein. Die Schutzeinrichtung kann teilweise oder vollständig aus einem Kunststoffmaterial ausgebildet sein. Die Schutzeinrichtung verhindert ein Berühren der elektrisch leitfähigen Teile der Vorrichtung während des Montageprozesses der Vorrichtung und/oder während des ordnungsgemäßen Gebrauchs der Vorrichtung, beispielsweise durch Montage- und/oder Wartungspersonal. Die Sicherheit während der Montage und beim Verwenden der Vorrichtung wird somit erheblich gesteigert.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist die Schutzeinrichtung eine oder mehrere Schutzhülsen auf. Die eine oder die mehreren Schutzhülsen sind dabei vorzugsweise umlaufend ausgebildet. Einzelne oder sämtliche Schutzhülsen der Schutzeinrichtung können frei gegeneinander verdrehbar sein. Die eine oder die mehreren Schutzhülsen können mehrteilig, beispielsweise zweiteilig, ausgebildet sein. Insbesondere können die Teile einer Schutzhülse zueinander klappbar ausgebildet sein. Insbesondere weist eine Schutzhülse ein oder mehrere Scharniere auf, wobei das eine oder die mehreren Scharniere eine Schwenkachse definieren und die Teile der jeweiligen Schutzhülse um die Schwenkachse klappbar sind. Vorzugsweise verläuft die Schwenkachse parallel zu der Längsachse des ersten Kontaktierteils und/oder parallel zu der Längsachse des zweiten Kontaktierteils. Vorzugsweise weist eine oder weisen mehrere Schutzhülsen jeweils eine Oberschale und eine Unterschale auf, wobei die Oberschale und die Unterschale zueinander klappbar ausgebildet sind. Ferner kann eine oder können mehrere Schutzhülsen anderweitig aneinander befestigbare Teile aufweisen. Beispielsweise können Teile einer Schutzhülse mit einer Klemmverbindung oder einer Rastverbindung miteinander verbunden werden.

Außerdem ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung vorteilhaft, bei welcher eine Schutzhülse der Schutzeinrichtung derart, insbesondere formschlüssig, mit der Befestigungshülse der Sicherungseinrichtung gekoppelt ist, dass die Befestigungshülse über eine Drehbewegung der Schutzhülse relativ zu dem ersten Kontaktierteil und/oder dem zweiten Kontaktierteil verdrehbar ist. Alternativ oder zusätzlich ist die Schutzhülse der Schutzeinrichtung derart, insbesondere formschlüssig, mit der Befestigungshülse der Sicherungseinrichtung gekoppelt, dass eine Axialbewegung der Befestigungshülse zumindest in eine Richtung durch die Schutzhülse verhindert oder beschränkt wird. Vorzugsweise weist die Schutzhülse der Schutzeinrichtung eine oder mehrere Aufnahmekammern auf, welche zur Aufnahme des Verbreiterungsabschnitts der Befestigungshülse ausgebildet sind. Vorzugsweise schlägt der Verbreiterungsabschnitt bzw. der eine oder die mehreren sich nach außen erstreckenden Materialabschnitte der Befestigungshülse im Bereich des Verbreiterungsabschnitts an der Bewandung der Aufnahmekammer an, wenn die Schutzhülse verdreht wird. Hierdurch kommt es zur Mitnahme der Befestigungshülse durch die Schutzhülse, sodass eine Drehbewegung der Befestigungshülse auf die Schutzhülse übertragen wird. Durch die Drehbewegung der Schutzhülse der Schutzeinrichtung kann somit die Befestigungshülse mit der Fixiereinrichtung in Eingriff gebracht werden.

Ferner ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung bevorzugt, welche einen, insbesondere flexiblen, elektrischen Leiter aufweist, welcher abschnittsweise von einer Isolationshülle ummantelt ist, wobei der elektrische Leiter an einer Kontaktierstelle mit dem ersten Kontaktierteil oder dem zweiten Kontaktierteil elektrisch leitfähig verbunden ist. Vorzugsweise ist der elektrische Leiter als Kabel ausgebildet, wobei der elektrische Leiter eine Mehrzahl von elektrisch leitfähigen Adern aufweisen kann. Der elektrische Leiter ist dazu ausgebildet, Wärme aufzunehmen. Ferner kann der elektrische Leiter dazu ausgebildet sein, die aufgenommene Wärme an die Umgebung der Vorrichtung abzugeben. Der elektrische Leiter kann somit als Kühlkörper fungieren. Auf diese Weise wird einem Erwärmen der Vorrichtung entgegengewirkt. Die Wärmeabfuhr über den elektrischen Leiter erlaubt ebenfalls die Querschnittsverringerung im Kontaktierbereich. Die Querschnittsverringerung führt zu einer Materialeinsparung, sodass die Herstellungskosten weiter verringert werden.

Der elektrische Leiter kann eine vergleichsweise hohe thermische Masse mit guter thermischer Leitfähigkeit aufweisen. Insbesondere ist der elektrische Leiter großvolumig und/oder aus Kupfer ausgebildet. Bei bekannten Steckverbindungen sind die einzelnen Bestandteile nicht in ausreichendem Maße zur Wärmeabfuhr nutzbar, da die Übergangsquerschnitte sehr klein sind. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist hingegen große Übergangsquerschnitte, beispielsweise im konusförmigen Übergang zwischen dem ersten Kontaktierteil und dem zweiten Kontaktierteil auf, wodurch entstehende Wärme schnell zwischen den einzelnen Bestandteilen der Vorrichtung übertragen und somit vergleichsweise rasch abgeführt werden kann.

In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ein isolationsmaterialfreier Endabschnitt des elektrischen Leiters mit dem ersten Kontaktierteil oder dem zweiten Kontaktierteil verschweißt und/oder vercrimpt. Vorzugsweise ist der Außendurchmesser der Isolationshülle größer als der Außendurchmesser des Kontaktierteils, mit welchem der isolationsmaterialfreie Endabschnitt des elektrischen Leiters verschweißt und/oder vercrimpt ist.

In einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine Schutzhülle der Schutzeinrichtung an einem ersten Befestigungsabschnitt mit dem ersten Kontaktierteil oder dem zweiten Kontaktierteil und an einem zweiten Befestigungsabschnitt mit der Isolationshülle des elektrischen Leiters verbunden, wobei die Kontaktierstelle des elektrischen Leiters zwischen dem ersten Befestigungsabschnitt und dem zweiten Befestigungsabschnitt angeordnet ist. Mittels dieser Schutzhülse wird somit ein weiterer Kontakt zwischen der Isolationshülle des elektrischen Leiters und dem ersten Kontaktierteil oder dem zweiten Kontaktierteil hergestellt. Auf diese Weise wird die Schweiß- und/oder Crimpverbindung vor mechanischer Beanspruchung geschützt. Ferner fungiert diese Schutzhülse als Vibrationsschutz und reduziert die Schwingungen, welche in die Schweiß- und/oder Crimpverbindung eingeleitet werden. Die Lebensdauer der Verbindung zwischen dem elektrischen Leiter und dem ersten Kontaktierteil oder dem zweiten Kontaktierteil wird somit erheblich gesteigert. Die Verbindung der Schutzhülse zu dem ersten Kontaktierteil oder dem zweiten Kontaktierteil kann beispielsweise über eine in dem ersten Kontaktierteil oder dem zweiten Kontaktierteil eingebrachte umlaufende Nut und einen an der Schutzhülse ausgebildeten und sich nach innen erstreckenden umlaufenden Kragen umgesetzt werden. Die Verbindung zu der Isolationshülle kann beispielsweise über eine Klemmverbindung umgesetzt werden, wobei die Schutzhülse im Bereich der Isolationshülle beispielsweise einen oder mehrere sich nach innen erstreckende Materialvorsprünge aufweisen kann, welche eine elastische Verformung der Isolationshülle verursachen, wodurch eine Klemmverbindung erzeugt wird.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Vorrichtung einen elektrisch leitfähigen Zellverbinder auf, wobei das erste Kontaktierteil oder das zweite Kontaktierteil mittels einer Schweißverbindung mit dem Zellverbinder verbunden ist. Die Schweißverbindung zwischen dem Zellverbinder und dem ersten Kontaktierteil oder dem zweiten Kontaktierteil ist vorzugsweise eine Ultraschallschweißverbindung.

Vorzugsweise ist eine Baugruppe umfassend die Befestigungshülse, die mit der Befestigungshülse gekoppelte Schutzhülse und das Federelement gegenüber einer Baugruppe umfassend das erste oder zweite Kontaktierteil, die mit dem ersten oder dem zweiten Kontaktierteil verbundene Schutzhülse und den elektrischen Leiter frei gegeneinander verdrehbar. Dadurch ist der Abgang des elektrischen Leiters individuell über 360 Grad wählbar. Somit kann zunächst der elektrische Leiter verlegt und verschweißt und/oder vercrimpt werden, bevor die Befestigungshülse und die Fixiereinrichtung verspannt werden.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ferner durch einen elektrischen Energiespeicher der eingangs genannten Art gelöst, wobei die eine oder die mehreren Vorrichtungen zum Herstellen einer elektrisch leitfähigen Verbindung des erfindungsgemäßen elektrischen Energiespeichers nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet sind. Hinsichtlich der Vorteile und Modifikationen des erfindungsgemäßen elektrischen Energiespeichers wird auf die Vorteile und Modifikationen der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Herstellen einer elektrisch leitfähigen Verbindung verwiesen. Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ferner durch ein Fahrzeug der eingangs genannten Art gelöst, wobei der elektrische Energiespeicher des erfindungsgemäßen Fahrzeugs nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet ist. Hinsichtlich der Vorteile und Modifikationen des erfindungsgemäßen Fahrzeugs wird auf die Vorteile und Modifikationen des erfindungsgemäßen elektrischen Energiespeichers bzw. die Vorteile und

Modifikationen der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Herstellen einer elektrisch leitfähigen Verbindung verwiesen.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert und beschrieben. Dabei zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer seitlichen Schnittdarstellung;

Fig. 2 die in einer Fig. 1 gezeigte Vorrichtung in einer weiteren

Schnittdarstellung; und Fig. 3 eine Befestigungshülse einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer

Seitenansicht.

Gemäß Fig. 1 und Fig. 2 weist die Vorrichtung 10 zum Herstellen einer elektrisch leitfähigen Verbindung ein erstes längliches Kontaktierteil 12 und ein zweites längliches Kontaktierteil 18 auf, wobei in dem dargestellten Zustand noch keine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem ersten Kontaktierteil 12 und dem zweiten Kontaktierteil 18 hergestellt ist.

Das erste Kontaktierteil 12 erstreckt sich entlang einer Längsachse 14 und weist einen Kontaktierabschnitt 16 auf. Das zweite Kontaktierteil 18 erstreckt sich ebenfalls entlang einer Längsachse 20 und weist auch einen Kontaktierabschnitt 22 auf. Die Längsachsen 14, 20, entlang welcher sich das erste Kontaktierteil 12 und das zweite Kontaktierteil 18 erstrecken, verlaufen fluchtend zueinander. Das erste Kontaktierteil 12 und das zweite Kontaktierteil 18 sind über eine Axialbewegung des ersten Kontaktierteils 12 und/oder des zweiten Kontaktierteils 18 in einen Kontaktzustand bringbar, in welchem der Kontaktierabschnitt 16 des ersten Kontaktierteils 12 und der Kontaktierabschnitt 22 des zweiten Kontaktierteils 18 elektrisch leitfähig miteinander in Kontakt stehen.

Das erste Kontaktierteil 12 weist auf der dem zweiten Kontaktierteil 18 abgewandten Seite einen flachen Verbindungsabschnitt 66 auf, wobei das erste Kontaktierteil 12 auf der dem zweiten Kontaktierteil 18 zugewandten Seite eine zylindrische Grundform mit einem kreisrunden Querschnitt aufweist. Im Bereich der dem zweiten Kontaktierteil 18 zugwandten Stirnseite weist das erste Kontaktierteil 12 einen kegelstumpfförmigen Materialabschnitt auf, wobei an der Spitze der dem zweiten Kontaktierteil 18 zugwandten Stirnseite eine elektrisch nicht-leitfähige Kappe 68 angeordnet ist. Das erste Kontaktierteil 12 ist demnach als männliches Kontaktierteil ausgebildet, wobei die dem zweiten Kontaktierteil 18 zugwandte Stirnseite des ersten Kontaktierteil 12 von einer stirnseitigen Ausnehmung des zweiten Kontaktierteils 18 aufgenommen werden kann. Demnach ist das zweite Kontaktierteil 18 als weibliches Kontaktierteil ausgebildet. Also ist der Kontaktierabschnitt 16 des ersten Kontaktierteils 12 an einer Stirnseite des ersten Kontaktierteils 12 und der Kontaktierabschnitt 22 des zweiten Kontaktierteils 18 ist an einer Stirnseite des zweiten Kontaktierteils 18 angeordnet. Wenn der Kontaktierabschnitt 16 des ersten Kontaktierteils 12 und der Kontaktierabschnitt 22 des zweiten Kontaktierteils 18 elektrisch leitfähig miteinander in Kontakt stehen, ergibt sich ein umlaufender Rundkontakt zwischen dem ersten Kontaktierteil 12 und dem zweiten Kontaktierteil 18. Das zweite Kontaktierteil 18 weist im Übrigen eine im Wesentlichen zylindrische Grundform mit einem kreisrunden Querschnitt auf, wobei der Durchmesser des zweiten Kontaktierteil 18 entlang der Längsachse 20 nicht konstant ist.

Die Vorrichtung 10 weist außerdem eine reversibel und zerstörungsfrei lösbare und als Bajonettverschluss ausgebildete Sicherungseinrichtung 24 auf. Die Sicherungseinrichtung 24 verhindert in einem Sicherungszustand ein Außer-Kontakt- Kommen des Kontaktierabschnitts 16 des ersten Kontaktierteils 12 und des Kontaktierabschnits 22 des zweiten Kontaktierteils 18. Hierzu weist die Sicherungseinrichtung 24 eine Befestigungshülse 28 und eine Fixiereinrichtung 30 auf. Die Befestigungshülse 28 und die Fixiereinrichtung 30 stehen im Sicherungszustand der Sicherungseinrichtung 24 derart miteinander in Eingriff, dass das Außer-Kontakt-Kommen des Kontaktierabschnits 16 des ersten Kontaktierteils 12 und des Kontaktierabschnits 22 des zweiten Kontaktierteils 18 durch eine Axialbewegung des ersten Kontaktierteils 12 oder des zweiten Kontaktierteils 18 nicht möglich ist. Zum Herbeiführen des Sicherungszustands sind die Befestigungshülse 28 und die Fixiereinrichtung 30 zunächst in Axialrichtung ineinander einzuschieben und nachfolgend um eine Drehachse 26 zu verdrehen. Die Drehachse 26 verläuft dabei fluchtend zu der Längsachse 14 des ersten Kontaktierteils 12 und fluchtend zu der Längsachse 20 des zweiten Kontaktierteils 18.

Die Befestigungshülse 28 ist als Bajonethülse ausgebildet und weist zwei gegenüberliegende Schlitze 32a, 32b zur Aufnahme von Bajonetbolzen 34a, 34b auf. Die Befestigungshülse 28 weist zwei gegenüberliegende Hülsenflügel 38a, 38b auf, welche über den Hülsenboden miteinander verbunden sind. Sie Schlitze 32a, 32b sind auf der dem Hülsenboden gegenüberliegenden Seite der Befestigungshülse 28 in die Hülsenflügel 38a, 38b eingebracht. Ferner ist die Befestigungshülse 28 auf das zweite Kontaktierteil 18 aufgeschoben, sodass sich das zweite Kontaktierteil 18 durch eine Ausnehmung in dem Hülsenboden erstreckt. Zwischen dem Hülsenboden und einem Axialanschlag 70 des zweiten Kontaktierteils 18 ist ein als Tellerfeder ausgebildetes Federelement 36 angeordnet. Der Axialanschlag 70 ist als umlaufender Kragen ausgebildet.

Die Fixiereinrichtung 30 weist einen Bajonetbolzen 34a, 34b auf, welcher sich in Querrichtung durch das erste Kontaktierteil 12 erstreckt. Der Bajonetbolzen 34a, 34b ragt auf gegenüberliegenden Seiten radial aus dem ersten Kontaktierteil 12 heraus, sodass die aus dem ersten Kontaktierteil 12 herausragenden Bolzenenden in die Schlitze 32a, 32b der als Bajonethülse ausgebildeten Befestigungshülse 28 einsetzbar sind.

Das Federelement 36 erzeugt im Sicherungszustand der Sicherungseinrichtung 24 eine in Axialrichtung wirkende Zugkraft zwischen der Befestigungshülse 28 und der Fixiereinrichtung 30, wodurch ein Außer-Eingriff-Kommen des Bajonettbolzens 34a, 34b und der Schlitze 32a, 32b verhindert wird.

Die Befestigungshülse 28 weist außerdem einen Verbreiterungsabschnitt 40 auf, innerhalb welchem sich die Hülsenflügel 38a, 38b abschnittsweise nach außen erstrecken, sodass sich der Querschnitt der Befestigungshülse 28 vergrößert. Beim Aufschieben der Befestigungshülse 28 auf das zweite Kontaktierteil 18 werden die Hülsenflügel 38a, 38b elastisch verformt, sodass die Hülsenflügel 38a, 38b den Axialanschlag 70 passieren können. Nachdem der Axialanschlag 70 den Verbreiterungsabschnitt 40 passiert hat, nimmt die Befestigungshülse 28 wieder den unverformten Zustand ein. Der zwischen dem Verbreitungsabschnitt 40 und dem Hülsenboden befindliche Abschnitt der Befestigungshülse 28 ist ausreichend dimensioniert, um den Axialanschlag 70 und das Federelement 36 aufzunehmen.

Die Vorrichtung 10 weist ferner eine aus Kunststoff ausgebildete und elektrisch nicht- leitfähige Schutzeinrichtung 44 auf. Die Schutzeinrichtung 44 umgibt teilweise das erste Kontaktierteil 12, das zweite Kontaktierteil 18 und die Sicherungseinrichtung 24 und dient als Berührungsschutz beim Umgang mit der Vorrichtung 10. Die Schutzeinrichtung 44 weist drei Schutzhülsen 46a-46c auf. Die Schutzhülsen 46a- 46c weisen jeweils zwei zueinander klappbare Hülsenteile auf, sodass die Schutzhülsen 46a-46c nicht aufgeschoben werden müssen. Die Klappbarkeit der Schutzhülsen 46a-46c erlaubt das Ansetzen der Schutzhülsen 46a-46c direkt an der jeweils geeigneten Position. Zur Umsetzung der Klappbarkeit können die Schutzhülsen 46a-46c beispielsweise entsprechende Scharniere aufweisen, welche die klappbaren Hülsenteile miteinander verbinden.

Die Schutzhülse 46b weist Aufnahmekammern 42a, 42b auf, welche in Umfangsrichtung und in Axialrichtung derart formschlüssig mit der Befestigungshülse 28 der Sicherungseinrichtung 24 gekoppelt sind, dass die Befestigungshülse 28 über eine Drehbewegung der Schutzhülse 46b relativ zu dem ersten Kontaktierteil 12 und dem zweiten Kontaktierteil 18 verdrehbar ist und eine Axialbewegung der Befestigungshülse 28 durch die Schutzhülse 46b begrenzt wird. Das erste Kontaktierteil 12 ist über eine Schweißverbindung 64 elektrisch leitfähig mit einem Zellverbinder 62 verbunden, wobei die Schweißverbindung durch Ultraschallschweißen erzeugt wurde.

Das zweite Kontaktierteil 18 ist elektrisch leitfähig mit einem als Kabel ausgebildeten flexiblen elektrischen Leiter 56 verbunden. Der elektrische Leiter 56 ist abschnittsweise von einer Isolationshülle 58 ummantelt. Im Bereich einer Kontaktierstelle 60 ist ein isolationsmaterialfreier Endabschnitt des elektrischen Leiters 56 mit dem zweiten Kontaktierteil 18 vercrimpt. Zur Umsetzung einer Crimpverbindung weist das zweite Kontaktierteil 18 an der dem ersten Kontaktierteil 12 abgewandten Stirnseite eine Aufnahme 48 für den elektrischen Leiter 56 auf. Die Aufnahme 48 ist als stirnseitige Ausnehmung ausgebildet.

Die Schutzhülse 46c ist an einem ersten Befestigungsabschnitt mit dem zweiten Kontaktierteil 18 und an einem zweiten Befestigungsabschnitt mit der Isolationshülle 58 des elektrischen Leiters 56 verbunden. Im Bereich des ersten Befestigungsabschnitts weist das zweite Kontaktierteil 18 eine umlaufende Nut 50 auf, in welche ein sich nach innen erstreckender Kragen 52 der Schutzhülse 46c eingerastet bzw. eingeschnappt ist. Im Bereich des zweiten Befestigungsabschnitts weist die Schutzhülse 46c einen umlaufenden sich nach innen erstreckenden Materialvorsprung 54 auf, welcher mit der elastisch verformbaren Isolationshülle 58 des elektrischen Leiters 56 verklemmt ist. Die Kontaktierstelle 60 des elektrischen Leiters 56 ist zwischen dem ersten Befestigungsabschnitt und dem zweiten Befestigungsabschnitt angeordnet. Durch die Schutzhülse 46c ist die Crimpverbindung mechanisch gegen Vibrationsbelastungen geschützt.

Die dargestellte Vorrichtung 10 kann beispielsweise in einem elektrischen Energiespeicher mit mehreren Zellen zum Speichern von elektrischer Energie zum Kontaktieren von Zellen oder Zellengruppen Verwendung finden. Ein entsprechender elektrischer Energiespeicher kann beispielweise in Elektro- oder Hybridfahrzeugen eingesetzt werden.

Die Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Befestigungshülse 28. Die auf gegenüberliegenden Hülsenflügeln 38a, 38b angeordneten Schlitze 32a, 32b der Befestigungshülse 28 weisen jeweils zwei Schlitzabschnitte 72a, 72b, 74a, 74b auf. Die Schlitzabschnite 72a, 72b weisen jeweils eine Schlitzöffnung an einer Stirnseite der Befestigungshülse 28 auf und erstrecken sich im Wesentlichen parallel zu der Drehachse 26 der Befestigungshülse 28. Die Schlitzabschnite 74a, 74b schließen sich an die Schlitzabschnite 72a, 72b an und erstrecken sich im Wesentlichen in Umfangsrichtung.

Die Schlitze 32a, 32b sind zur Aufnahme von Bajonetbolzen 34a, 34b ausgebildet, wobei die Schlitzabschnite 72a, 72b zunächst eine Axialbewegung der Bajonetbolzen 34a, 34b und/oder der Befestigungshülse 28 und die

Schlitzabschnite 74a, 74b eine darauffolgende Drehbewegung der Bajonetbolzen 34a, 34b und/oder der Befestigungshülse 28 erfordern, um die Bajonetbolzen 34a, 34b vollständig in Eingriff zu bringen.

Der Verbreitungsbereich 40 der Befestigungshülse 28 ist in der dargestellten Ausführungsform durch einen Querschnitssprung im Bereich des Übergangs der Hülsenflügeln 38a, 38b zum Hülsenboden umgesetzt.

Bezugszeichen

10 Vorrichtung

12 erstes Kontaktierteil

14 Längsachse

16 Kontaktierabschnitt

18 zweites Kontaktierteil

20 Längsachse

22 Kontaktierabschnitt

24 Sicherungseinrichtung

26 Drehachse

28 Befestigungshülse

30 Fixiereinrichtung

32a, 32b Schlitze

34a, 34b Bajonettbolzen

36 Federelement

38a, 38b Hülsenflügel

40 Verbreiterungsabschnitt

42a, 42b Aufnahmekammern

44 Schutzeinrichtung

46a, 46b, 46c Schutzhülsen

48 Aufnahme

50 Nut

52 Kragen

54 Materialvorsprung

56 elektrischer Leiter

58 Isolationshülle

60 Kontaktierstelle

62 Zellverbinder

64 Schweißverbindung

66 Verbindungsabschnitt

68 Kappe

70 Axialanschlag 72a, 72b Schlitzabschnite

74a, 74b Schlitzabschnite