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Title:
ELECTRICAL CONNECTION ELEMENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/224266
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an electric connection assembly (1), in particular a secondary circuit welding connection assembly, which is used to provide an electric contact between an electrode-side connection point (2) of an electrode (3) and a supply-side connection point (4) of a supply point (5) of a welding device (S). The connection assembly (1) comprises a current conductor (6) with a first contact section (7) arranged at one end for connecting to the electrode-side connection point (2) and a second contact section (8) at the end opposite the first contact section (7) for connecting to the supply-side connection point (4). The first contact section (7) together with the electrode-side connection point (2) and the second contact section (8) together with the supply-side connection point (4) are in the form of a socket-plug connection (20, 21) and can be plugged together along a plug-in axis (A).

Inventors:
HEILMANN ALEXANDER (DE)
HORNUNG ALEXANDER (DE)
Application Number:
PCT/EP2018/062738
Publication Date:
December 13, 2018
Filing Date:
May 16, 2018
Export Citation:
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Assignee:
STAEUBLI ELECTRICAL CONNECTORS AG (CH)
International Classes:
H01R13/17; H01R13/00; H01R13/18; H01R13/187; H01R13/426; H01R13/627; H01R31/06
Domestic Patent References:
WO2012051510A22012-04-19
Foreign References:
US20090156040A12009-06-18
EP2871695A12015-05-13
US20090149053A12009-06-11
DE102004033567A12006-01-26
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
FRISCHKNECHT, Harry (CH)
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE

1. Elektrische Verbindungsanordnung (1), insbesondere eine Sekundärkreisschweissverbindungsanordnung, zur Vermittlung eines elektrischen Kontaktes zwischen einer elektrodenseitigen Anschlussstelle (2) im Bereich einer Elektrode (3) und einer versorgungsseitigen Anschlussstelle (4) einer Versorgungsstelle (5) einer Schweissvorrichtung (S), wobei

die Verbindungsanordnung (1) einen Stromleiter (6) mit einem ersten endseitig angeordneten Kontaktabschnitt (7) zur Verbindung mit der elektrodenseitigen Anschlussstelle (2) und einem gegenüber des ersten Kontaktabschnittes (7) endseitig angeordneten zweiten Kontaktabschnitt (8) zur Verbindung mit der versorgungsseitigen Anschlussstelle (4) umfasst,

dadurch gekennzeichnet,

dass der erste Kontaktabschnitt (7) mit der elektrodenseitigen Anschlussstelle (2) und der zweite Kontaktabschnitt (8) mit der versorgungsseitigen Anschlussstelle (4) als Buchsen-Stecker- Verbindung (20, 21) ausgebildet sind und entlang einer Steckachse (A) zusammensteckbar sind.

2. Elektrische Verbindungsanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromleiter (6) als flexibles Kabel ausgebildet ist und/oder dass der Stromleiter (6) einen Querschnitt von mehr als 200 mmA2 aufweist und/oder dass zwischen der jeweiligen Anschlussstelle (2, 4) und dem entsprechenden Kontaktabschnitt (7, 8) mindestens ein elektrisch leitendes Kontaktband (11, 12) angeordnet ist.

3. Elektrische Verbindungsanordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

dass die Kontaktabschnitte (7, 8) des Stromleiters (1) als Steckerstifte (21) ausgebildet sind, und dass die Anschlussstellen (2, 4) der Elektrode (3) bzw. Versorgungsstelle (5) als Buchsen (20) ausgebildet sind;

oder dass die Kontaktabschnitte (7, 8) des Stromleiters (1) als Buchsen (20) ausgebildet sind, und dass die Anschlussstellen (2, 4) der Elektrode (3) bzw. Versorgungsstelle (5) als Steckerstifte (21) ausgebildet sind.

4. Elektrische Verbindungsanordnung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckerstifte (21) in Richtung der Mittelachse (M) des Stromleiters (1) orientiert sind; oder dass die Steckerstifte (21) winklig geneigt, insbesondere rechtwinklig oder 45°, zur Mittelachse (M) des Stromleiters (1) orientiert sind.

5. Elektrische Verbindungsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten Kontaktabschnitt (7) und der elektrodenseitigen Anschlussstelle (2) und/oder zwischen dem zweiten Kontaktabschnitt (8) und der versorgungsseitigen Anschlussstelle (4) je eine Kontakteinheit (9) angeordnet ist, mit welcher ein elektrischer Kontakt in der Buchsen-Stecker-Verbindung (20, 21) herstellbar ist.

6. Elektrische Verbindungsanordnung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakteinheit (9) einen elektrisch leitend ausgebildeten Kontaktkörper (10), ein erstes Kontaktband (11) und ein zweites Kontaktband (12) umfasst, wobei das erste Kontaktband (1 1) einen elektrischen Kontakt zwischen dem Kontaktabschnitt (7, 8) und dem Kontaktkörper (10) und das zweite Kontaktband (12) einen elektrischen Kontakt zwischen dem Kontaktkörper (10) und der Anschlussstelle (2, 4) herstellt.

7. Elektrische Verbindungsanordnung (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktbänder (11, 12) in Einstichen am Kontaktkörper (10) gelagert sind; und/oder dass die beiden Kontaktbänder (11, 12) im Querschnitt quer zur Steckachse (A) gesehen mindestens teilweise übereinander angeordnet sind.

8. Elektrische Verbindungsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Stromleiter (6) und dem Kontaktkörper (10) eine mechanische Arretierverbindung (13) vorgesehen ist.

9. Elektrische Verbindungsanordnung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Arretierverbindung (13) eine Bewegung zwischen Stromleiter (6) und Kontaktkörper (10) in Richtung der Steckachse (A) blockiert und eine Rotationsbewegung um die Steckachse (A) erlaubt; und/oder dass die Arretierverbindung auf einen Abschnitt des Stromleiters (6) bzw. des Kontaktabschnittes (7,8) wirkt, der einen grösseren Durchmesser als die Kontaktabschnitte (7, 8) aufweist.

10. Elektrische Verbindungsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktkörper (10) einen durch eine Seitenwand (15) begrenzten Innenraum (16) aufweist, wobei die Seitenwand einen Kontaktbereich (14) aufweist, und wobei der Stromleiter (6) mit seinem Kontaktabschnitt (7, 8) in den Innenraum (16) einragt und das erste Kontaktband (1 1) zwischen der Innenseite (17) und dem Kontaktabschnitt (7, 8) im Innenraum (16) liegt; und wobei auf der Aussenseite (18) das zweite Kontaktband (12) liegt und einen elektrischen Kontakt mit der Buchse (20) herstellt.

1 1. Elektrische Verbindungsanordnung, nach einem der Ansprüche 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktkörper (10) aussenseitig eine Pressfläche (19) aufweist, mit welcher der Kontaktkörper (19) mit der jeweiligen Anschlussstelle (2) über eine Pressverbindung verbindbar ist.

12. Elektrische Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum (16) gegenüber einer Zugangsöffnung (20), durch welche die Kontaktabschnitte (7, 8) des Stromleiters (6) in den Innenraum (16) einragt, eine Wandung (22) aufweist, welche den Innenraum (16) nach hinten hin abschliesst.

13. Elektrische Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Buchse (20) und dem Kontaktkörper (10) eine Dichtung (23) angeordnet ist, wobei die Dichtung vor dem Kontaktband (12) angeordnet ist.

14. Elektrische Verbindungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrodenseitige Anschlussstelle (2) und/oder die versorgungsseitige Anschlussstelle (3) und/oder der erste Kontaktabschnitt (7) und/oder der zweite Kontaktabschnitt (8) mit Kühlkanälen (30) versehen sind, welche mit Kühlschläuchen (31) verbindbar sind.

15. Elektrische Verbindungsanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der besagte Kühlkanal (30) mit einem Kanaleingang (32) und einem Kanalausgang (33) versehen ist, wobei einer der Kühlschläuche (31) im Bereich des Kanaleingangs (32) und ein anderer der Kühlschläuche (31) im Bereich des Kanalausgangs (33) angeordnet ist.

16. Elektrische Verbindungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 14 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlkanäle (30) integral am Steckerstift (21) bzw. an der Buchse (20) angeordnet sind und den Steckerstift (21) bzw. die Buchse (20) an einer Stelle durchdringen, welche beabstandet von der elektrischen Kontaktstelle zwischen Steckerstift (21) und Buchse (20) liegt.

17. Elektrische Verbindungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 14 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkanal Teil einer Manschette (36) ist, welche die zu kühlende Stelle umfangsseitig umgibt.

18. Schweissanlage umfassend eine Elektrode (3) mit einer elektrodenseitigen Anschlussstelle (2), eine Versorgungsstelle (5) mit einer versorgungsseitigen Anschlussstelle (4) sowie mindestens eine elektrische Verbindungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

Description:
TITEL

ELEKTRISCHES VERBINDUNGSELEMENT

TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisches Verbindungselement

Übertragung von hohen Strömen, insbesondere für den Einsatz

Schweissvorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

STAND DER TECHNIK

Aus dem Stand der Technik sind Sekundärkreisschweissverbindungsanordnungen im Zusammenhang mit Schweissanlagen bekannt geworden. Typischerweise werden solche Sekundärkreisschweissverbindungsanordnung, die auch als Stromshut bezeichnet werden, mit Schraubklemmen oder Schrauben elektrisch leitend mit der Schweissvorrichtung verbunden. Schraubklemmen bzw. Schrauben weisen aber diverse Nachteile auf. Einerseits ist das Austauschen der Sekundärkreisschweissverbindung sehr aufwändig. Andererseits sind sie nicht wartungsfrei und es tritt Verschleiss beim Austauschen der Sekundärkreisschweissverbindung auf. Weiterhin kann die Montage durch Schraubklemmen oder Schrauben dazu fuhren, dass die Sekundärkreisverbindung nicht optimal ausgerichtet ist und deshalb eine erhöhte mechanische Belastung am Bauteil auftritt, wodurch ein Produktausfall beschleunigt wird. Die Sekundärkreisschweissverbindungsanordnungen werden oftmals mittels metallisch leitfahigen Kontaktstücken verbunden, um die jeweils vorherrschenden geometrischen Gegebenheiten zu überbrücken. Diese sind einerseits in der Herstellung sehr kostenintensiv. Andererseits fuhren sie zu einem erhöhten Gewicht, welches sich negativ auf die Effizienz der Gesamtanordnung der Schweisseinheit auswirkt.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung eine Aufgabe zugrunde, eine elektrische Verbindungsanordnung anzugeben, welche die Nachteile des Standes der Technik überwindet. Insbesondere ist es eine bevorzugte Aufgabe, eine Verbindungsanordnung anzugeben, welche einfacher mit der Schweissvorrichtung verbindbar ist. Dies insbesondere und vorzugsweise unter der Massgabe, dass die Verbindung möglichst gute elektrische Kontakteigenschaften aufweist.

Diese Aufgabe löst der Gegenstand von Anspruch 1. Anspruchsgemäss wird eine elektrische Verbindungsanordnung, insbesondere eine

Sekundärkreisschweissverbindungsanordnung, zur Vermittlung eines elektrischen Kontaktes zwischen einer elektrodenseitigen Anschlussstelle im Bereich einer Elektrode und einer versorgungsseitigen Anschlussstelle einer Versorgungsstelle einer Schweissvorrichtung angegeben. Die Verbindungsanordnung umfasst einen Stromleiter mit einem ersten endseitig angeordneten Kontaktabschnitt zur Verbindung mit der elektrodenseitigen Anschlussstelle und einem gegenüber des ersten Kontaktabschnittes endseitig angeordneten zweiten Kontaktabschnitt zur Verbindung mit der versorgungsseitigen Anschlussstelle. Erfmdungsgemäss sind der erste Kontaktabschnitt mit der elektrodenseitigen Anschlussstelle und der zweite Kontaktabschnitt mit der versorgungsseitigen Anschlussstelle als Buchsen-Stecker-Verbindung ausgebildet.

Das heisst, dass in der erfmdungsgemässen Verbindungsanordnung jeweils beide Anschlussstellen und die mit den Anschlussstellen zu verbindende Kontaktabschnitte als Buchsen-Stecker- Verbindung ausgebildet sind und entlang einer Steckachse zusammensteckbar sind.

Durch die Ausbildung von beiden zu verbindenden Enden des Stromleiters mit den jeweiligen Anschlussstellen ergeht der Vorteil, dass die Verbindung einfacher herzustellen ist. Darüber hinaus ist die Stromübertragung bezüglich Klemmen oder klemmenähnlichen Elemente verbessert, weil Klemmen oder klemmenähnlichen Elemente einen Undefinierten elektrischen Kontakt aufweisen. Zudem lässt sich die Verbindungsanordnung sehr einfach zusammenstecken und wieder trennen, was im Falle von Revisionsarbeiten von Vorteil ist.

Die elektrodenseitige Anschlussstelle kann direkt an der Elektrode sein oder an einem Arm der Schweisseinrichtung, an welchem die Elektrode montiert wurde. „Elektrodenseitig" ist im Zusammenhang mit der vorliegenden Anmeldung dahingehend zu verstehen, dass die entsprechende Anschlussstelle zur Elektrode führt. Die elektrodenseitige Anschlussstelle kann nahe an der Elektrode sein, am Schweißarm - an welchem die Elektrode montiert wurde - oder an einem Verbindungselement zum Schweißarm. Die Verbindungsanordnung ist vorzugsweise einpolig ausgebildet. Das heisst, die Paarung umfassend die elektrodenseitige Anschlussstelle, die versorgungsseitige Anschlussstelle und die Verbindungsanordnung ist einpolig. In einer Schweissvorrichtung sind dann zwei Verbindungsanordnungen angeordnet. Vorzugsweise handelt es sich bei der Buchsen-Stecker- Verbindung um eine zylindrische Verbindung, so dass der Stromleiter relativ zu den Anschlussstellen verschwenkbar ist. Hierdurch kann allfälligen Brüchen des Stromleiters entgegengewirkt werden.

Vorzugsweise sind die beiden Kontaktabschnitte jeweils im Wesentlichen gleich oder gar identisch zueinander ausgebildet. Gleiches gilt für die beiden Anschlussstellen. Hierdurch ergeht der Vorteil, dass die Stromübertragung von der Versorgungsstelle zum Stromleiter und vom Stromleiter zur Elektrode jeweils die gleiche Charakteristik aufweist. Die beiden Kontaktabschnitte können je nach Einbausituation aber auch unterschiedlich sein. Vorzugsweise ist der Stromleiter als flexibles Kabel ausgebildet. Das flexible Kabel kommt vorzugsweise dann zum Einsatz, wenn die Gegebenheiten bei der Montage etwas mehr Flexibilität erfordern. Zudem kann das flexible Kabel eine Bewegung bei einer Schweissung zwischen der Versorgungsseite und der Elektrodenseite sehr einfach ausgleichen. Das flexible Kabel ermöglicht weiterhin eine Überbrückung geometrischer Gegebenheiten, wodurch auf aufwendig gefertigte Kontaktstücke verzichtet werden kann. Insofern kann durch die Ausbildung des Stromleiters als flexibles Kabel eine sehr effiziente, insbesondere kostengünstige, Herstellung des Leiters erreicht werden.

Vorzugweise weist der Stromleiter einen Querschnitt von mehr als 200 mm A 2 auf. Insbesondere ist der Querschnitt zwischen 200 und 5000 mm A 2 oder zwischen 500 und 800 mm A 2.

Vorzugsweise ist zwischen der jeweiligen Anschlussstelle und dem entsprechenden Kontaktabschnitt mindestens ein elektrisch leitendes Kontaktband angeordnet. Mit dem Kontaktband kann ein definierter elektrischer Kontakt bereitgestellt werden.

Unter einem Kontaktband wird im vorliegenden Fall eine elektrisch leitendes Kontaktelement verstanden, dass die Form eines Bandes aufweist und eine Vielzahl von gefedert ausgebildeten Kontaktteilen umfasst. Die Kontaktteile können dabei durch das Band selbst bereitgestellt werden oder sind als separate Elemente am Band befestigt.

Vorzugsweise sind in einer ersten Variante die Kontaktabschnitte des Stromleiters als Steckerstifte ausgebildet und die Anschlussstellen der Elektrode bzw. Versorgungsstelle sind als Buchsen ausgebildet.

In einer zweiten Variante sind die Kontaktabschnitte des Stromleiters als Buchsen und die Anschlussstellen der Elektrode bzw. Versorgungsstelle als Steckerstifte ausgebildet.

Die beiden genannten Varianten haben den Vorteil, dass beim Zusammenstecken keine Fehler passieren können.

In einer dritten Variante ist das eine Ende des Stromleiters als Steckerstift und das andere Ende des Stromleiters als Buchse ausgebildet, wobei die Anschlussstellen ebenfalls entsprechend ausgebildet sind.

Vorzugsweise sind die Steckerstifte in Richtung der Mittelachse des Stromleiters orientiert. Alternativerweise sind die Steckerstifte winklig geneigt, insbesondere rechtwinklig oder 45°, zur Mittelachse des Stromleiters orientiert.

Bei der winklig geneigten Ausführung kann der Stromleiter im Bereich der Knickstelle mit einem weiteren elektrischen Kontaktelement versehen sein. Das elektrische Kontaktelement kann beispielsweise eine Steckverbindung sein.

Vorzugsweise ist zwischen dem ersten Kontaktabsclmitt und der elektrodenseitigen Anschlussstelle und zwischen dem zweiten Kontaktabschnitt und/oder der versorgungsseitigen Anschlussstelle je eine Kontakteinheit angeordnet, mit welcher ein elektrischer Kontakt in der Buchsen-Stecker- Verbindung herstellbar ist.

Die Kontakteinheit hat den Vorteil, dass der Kontakt zwischen Buchse und Steckerstift weiter verbessert werden kann. Insbesondere ergeht der Vorteil, dass die Raumverhältnisse optimal für die Optimierung des elektrischen Kontaktes ausgebildet werden kann.

Vorzugsweise umfasst die Kontakteinheit einen elektrisch leitend ausgebildeten Kontaktkörper, ein erstes Kontaktband und ein zweites Kontaktband, wobei das erste Kontaktband einen elektrischen Kontakt zwischen dem Kontaktabschnitt und dem Kontaktkörper und das zweite Kontaktband einen elektrischen Kontakt zwischen dem Kontaktkörper und der Anschlussstelle herstellt. Das heisst, dass die elektrische Kontaktierung zwischen Anschlussstelle und Kontaktabschnitt über das erste Kontaktband, den Kontaktkörper und das zweite Kontaktband erfolgt. Bezüglich einer vorteilhaften Ausbildung eines Kontaktbandes wird auf obige Erläuterung verwiesen.

Vorzugsweise sind die Kontaktbänder in Einstichen am Kontaktkörper gelagert. Eine derartige Lagerung hat den Vorteil, dass die Buchse wie auch die Steckerstifte jeweils eine im Wesentlichen zylindrische Oberfläche mit jeweils konstantem Durchmesser aufweisen, was die Herstellung vereinfacht. Zudem müssen die jeweiligen Durchmesser nicht ganz genau gefertigt werden, so dass auch grössere Toleranzen zugelassen werden können. Diese Toleranzen können dann durch die Kontaktbänder überbrückt werden. Das heisst, es können grössere Fertigungstoleranzen gewählt werden.

Vorzugsweise sind die beiden Kontaktbänder im Querschnitt quer zur Steckachse gesehen mindestens teilweise übereinander angeordnet sind. Das heisst, das aussenliegende Kontaktband liegt im Wesentlichen derart, dass es im gleichen Bereich liegt, wie das innenliegende Kontaktband. Hierdurch kann die Stromübertragung im Kontaktband optimiert werden.

Vorzugsweise ist zwischen dem Stromleiter und dem Kontaktkörper eine mechanische Arretierverbindung vorgesehen. Das der Stromleiter kann zum Kontaktkörper arretiert werden, so dass die Verbindung zwischen dem Stromleiter und dem Kontaktkörper nicht unabsichtlich getrennt werden kann.

Die Arretierverbindung wirkt vorzugsweise auf den Kontaktkörper und auf den jeweiligen Kontaktabschnitt des Stromleiters. Die Arretiervorrichtung kann aber auch an anderen Orten am Stromleiter angreifen.

Vorzugsweise blockiert die mechanische Arretierverbindung eine Bewegung zwischen Stromleiter und Kontaktkörper in Richtung der Steckachse und erlaubt eine Rotationsbewegung um die Steckachse. Hierdurch kann sich also der Stromleiter im Kontaktkörper um die Steckachse verschwenkbar bewegen, wobei gleichzeitig ein Ausstecken des Stromleiters aus dem Kontaktkörper vermieden wird.

Vorzugsweise wirkt die Arretierverbindung auf einen Abschnitt des Stromleiters bzw. des Kontaktabschnittes der einen grösseren Durchmesser als die Kontaktabschnitte aufweist.

Bei der Arretierverbindung handelt es sich vorzugsweise um einen Bügel, der am Kontaktkörper bewegbar in einer Aufnahme gelagert ist, wobei die Bewegbarkeit quer zur Steckachse ist, und um einen umlaufende Nut am Steckerstift, wobei der Bügel in die Nut eingreift und aus der Nut heraus bewegbar ist.

Vorzugsweise weist der Kontaktkörper einen durch eine Seitenwand begrenzten Innenraum auf, wobei die Seitenwand einen Kontaktbereich mit ringförmigem Querschnitt bereitstellt, wobei der Stromleiter mit seinem Kontaktabschnitt in den Innenraum einragt und das erste Kontaktband zwischen der Innenseite und dem Kontaktabschnitt im Innenraum liegt; und wobei auf der Aussenseite das zweite Kontaktband liegt und einen elektrischen Kontakt mit der Buchse herstellt.

Vorzugsweise liegt der Kontaktkörper im gesteckten Zustand im Wesentlichen vollständig oder mindestens teilweise im Innenraum der Buchse, wobei in diesem Fall der Kontaktbereich des Kontaktkörpers vollständig im Innenraum der Buchse liegt.

Vorzugsweise weist der Kontaktkörper aussenseitig eine Pressfläche auf, mit welcher der Kontaktkörper mit der jeweiligen Anschlussstelle über eine Pressverbindung verbindbar ist. Das heisst, dass der Kontaktkörper beispielsweise in die Buchse eingepresst wird und dort kraftschlüssig und/oder formschlüssig gehalten wird. Der Pressverbund wird dann über die Pressfläche und die Innenseite der Buchse hergestellt. Hierdurch wird eine elektrische Leitfähigkeit zur Stromübertragung sichergestellt.

Vorzugsweise weist der Innenraum gegenüber einer Zugangsöffnung, durch welche der Stromleiter mit dem Kontaktabschnitt in den Innenraum einragt, eine Wandung auf, welche den Innenraum nach hinten hin abschliesst. Die Wandung erstreckt sich bevorzugt über den gesamten Querschnitt, so dass die Buchse als Sackloch ausgebildet ist und im Wesentlichen nur über die Zugangsöffnung zugänglich ist.

Vorzugsweise ist zwischen der Buchse und dem Kontaktkörper eine Dichtung angeordnet, wobei die Dichtung in Steckrichtung gesehen vor dem Kontaktband angeordnet ist. Das heisst die Dichtung liegt näher bei der Zugangsöffnung so dass kein Wasser oder Feuchtigkeit über die Zugangsöffnung zum Kontaktband gelangen kann. Hierdurch können Korrosionsschäden vermieden werden, was die Lebensdauer insgesamt erhöhen wird.

In einer weitergehenden Ausführung sind die elektrodenseitige Anschlussstelle und/oder die versorgungsseitige Anschlussstelle und/oder der erste Kontaktabschnitt und/oder der zweite Kontaktabschnitt mit Kühlkanälen versehen, welche mit Kühlschläuchen verbindbar sind. Hierdurch kann im Bereich der elektrischen Kontaktierung eine effiziente Kühlung bereitgestellt werden. Vorzugsweise ist der besagte Kühlkanal mit einem Kanaleingang und einem Kanalausgang versehen, wobei einer der Kühlschläuche im Bereich des Kanaleingangs und ein anderer der Kühlschläuche im Bereich des Kanalausgangs angeordnet ist.

Vorzugsweise sind die Kühlkanäle integral am Steckerstift und/oder an der Buchse angeformt, wobei die Kühlkanäle den Steckerstifte bzw. die Buchse an einer Stelle durchdringen, welche beabstandet von der elektrischen Kontaktstelle zwischen Steckerstift und Buchse liegt. Der Abstand zwischen der elektrischen Kontaktstelle zwischen Stickerstift und Buchse kann axial oder radial zur Buchse sein. Der Kühlkanal kann aber auch Teil einer Manschette sein, welche die zu kühlende Stelle umfangsseitig umgibt. Bei der Manschette handelt es sich um ein separat vom Steckerstift und/oder Buchse ausgebildetes Element.

Eine Schweissanlage umfasst eine Elektrode mit einer elektrodenseitigen Anschlussstelle, eine Versorgungsstelle mit einer versorgungsseitigen Anschlussstelle sowie mindestens eine elektrische Verbindungsanordnung nach obiger Beschreibung. Vorzugsweise ist die Schweissanlage eine Punktschweissanlage.

Weitere Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben, die lediglich zur Erläuterung dienen und nicht einschränkend auszulegen sind. In den Zeichnungen zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Schweissvorrichtung;

Fig. 2 eine Schnittdarstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemässen elektrischen Verbindungsvorrichtung;

Fig. 3 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemässen elektrischen Verbindungsvorrichtung;

Fig. 4 eine weitere perspektivische Ansicht der elektrischen

Verbindungsvorrichtung nach Figur 2 bis 3;

Fig. 5 eine geschnittene Detailansicht der elektrischen Verbindungsvorrichtung nach den Figuren 2 bis 4;

Fig. 6 eine weitere geschnittene Detailansicht der elektrischen

Verbindungsvorrichtung nach Figuren 2 bis 5;

Fig. 7 eine weitere Variante der elektrischen Verbindungsvorrichtung;

Fig. 8 eine weitere Variante der elektrischen Verbindungsvorrichtung;

Fig. 9 eine perspektivische Explosionsdarstellung der erfindungsgemässen zusätzlicher Kühlung

Fig. 10 die Verbindungsvorrichtung mit zusätzlicher Kühlung nach Fig

verbundenem Zustand;

Fig. 1 1 eine Schnittdarstellung durch einen ersten Endbereich der

Verbindungsvorrichtung mit zusätzlicher Kühlung; und

Fig. 12 eine Schnittdarstellung durch einen zweiten Endbereich der

Verbindungsvorrichtung mit zusätzlicher Kühlung.

BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN

In der Figur 1 wird eine Schweisseinrichtung S gezeigt. Die Schweisseinrichtung S umfasst eine Elektrode 3 und eine Versorgungsstelle 5. Die Versorgungsstelle 5 versorgt die Elektrode 3 mit elektrischer Energie. Die Schweisseinrichtung S nach der Figur 1 ist als C-Zange ausgebildet. Die Schweisseinrichtung S kann aber auch als X-Zange oder anderweitig ausgebildet sein.

Zwischen Versorgungsstelle 5 und Elektrode 3 ist eine elektrische Verbindungsanordnung 1 gemäss einer Aus ührungsform der vorliegenden Erfindung angeordnet. Die elektrische Verbindungsanordnung 1 stellt einen elektrischen Kontakt zwischen der Versorgungsstelle 5 und der Elektrode 3 bereit.

In der gezeigten Ausfuhrungsform ist die Elektrode 3 eine Punktschweisseinrichtung. Es können aber auch andere Schweisseinrichtungen eingesetzt werden. Die Versorgungsstelle 5 kann ein Anschluss eines Transformators oder eines ähnlichen Versorgungselementes sein.

In der Folge wird nun anhand der Figuren 2 bis 8 die elektrische Verbindungsanordnung 1 detailliert erläutert. Die Figuren 2 bis 6 zeigen dabei eine erste Variante der elektrischen Verbindungsanordnung 1, in der Figur 7 wird eine zweite Variante und in der Figur 8 eine dritte Variante gezeigt.

Die elektrische Verbindungsanordnung 1 kann auch als Sekundärkreisschweissverbindungsanordnung bezeichnet werden. Der Einfachheit halber wird in der Folge die elektrische Verbindungsanordnung 1 als Verbindungsanordnung 1 bezeichnet. Die Verbindungsanordnung 1 dient der Vermittlung eines elektrischen Kontaktes zwischen einer elektrodenseitigen Anschlussstelle 2 der Elektrode 3 und einer versorgungsseitigen Anschlussstelle 4 einer Versorgungsstelle 5 der Schweissvorrichtung S.

Die Verbindungsanordnung 1 umfasst einem Stromleiter 6 mit einem ersten endseitig angeordneten Kontaktabschnitt 7 zur Verbindung mit der elektrodenseitigen Anschlussstelle 2 und einem gegenüber des ersten Kontaktabschnittes 7 einen zweiten endseitig angeordneten Kontaktabschnitte 8 zur Verbindung mit der versorgungsseitigen Anschlussstelle 4. Beide Anschlussstellen 2, 4 und beide Kontaktabschnitte 7, 8 sind dabei als Buchsen-Stecker- Verbindung 20, 21 ausgebildet und sind entlang einer Steckachse A zusammensteckbar. Das heisst, der Kontaktabschnitt 7 ist mit der Anschlussstelle 2 als Buchsen-Stecker- Verbindung 20 ausgebildet. Weiter ist die Verbindung zwischen dem zweiten Kontaktabschnitt 8 und der versorgungsseitigen Anschlussstelle 4 ebenfalls als Buchsen-Stecker- Verbindung 21 ausgebildet. Das heisst, die jeweiligen Kontaktabschnitte 7, 8 lassen sich mit den jeweiligen Anschlussstellen 2, 4 über eine Steckverbindung miteinander verbinden.

Diese Anordnung hat den Vorteil, dass die Verbindungsanordnung 1 einfach austauschbar ist und ein definierter elektrischer Kontakt zwischen der Versorgungsstelle 5 und der Elektrode 3 hergestellt werden kann. Der Stromleiter 6 ist vorzugsweise als flexibles Kabel ausgebildet. Das Kabel kann mehrere verdrillte Litzen aufweisen. Endseitig weist das flexible Kabel jeweils den entsprechenden Kontaktabschnitt 7, 8 für die elektrische Verbindung mit der entsprechenden Anschlussstelle 2, 4 auf. Der Kontaktabschnitt 7, 8 wird vorzugsweise über eine Crimp-Verbindung mit dem Kabel verbunden. Der Stromleiter 6 weist vorzugsweise einen Querschnitt von mehr als 200 mm 2 auf. Insbesondere ist der Querschnitt zwischen 200 und 5000 mm A 2 oder zwischen 600 und 800 mm A 2.

Bezüglich der Montage ist es vorteilhaft, zuerst das Kabel leicht zu biegen und anschliessend die Kontaktabschnitte 7, 8 zu montieren.

Vorzugsweise ist zwischen den Anschlussstellen 2, 4 und den Kontaktabschnitten 7, 8 jeweils ein Kontaktband 1 1, 12 angeordnet. Mit dem Kontaktband 11, 12 kann ein elektrischer Kontakt zwischen der Anschlussstelle 2, 4 und dem entsprechenden Kontaktabschnitt 7, 8 hergestellt werden. Das Kontaktband 11 , 12 ist elektrisch leitend ausgebildet und kann auch als Kontaktlamelle bezeichnet werden. .

In der gezeigten Ausführungsform sind die Kontaktabschnitte 7, 8 des Stromleiters 1 als Steckerstifte 21 ausgebildet und die Anschlussstellen 2, 4 der Elektrode 3 beziehungsweise der Versorgungsstelle 5 sind als Buchsen 20 ausgebildet. Dabei werden die Steckerstifte 21 in die Buchsen 20 entlang der besagten Steckachse A eingesteckt. Eine andere Konfiguration ist ebenfalls denkbar. Beispielsweise können auch die Kontaktabschnitte 7, 8 des Stromleiters 6 als Buchsen 20 und die Anschlussstellen 2, 4 als Steckerstifte 21 ausgebildet sein. Zudem wäre es auch denkbar, dass einer der Kontaktabschnitte 7, 8 als Steckerstift 21 und der andere als Buchse 20 ausgebildet ist.

In der Variante gemäss den Figuren 2 bis 6 sind die Steckerstifte 21 im Wesentlichen in Richtung der Mittelachse M des Stromleiters 6 orientiert. Es wird also im Wesentlichen ein gerader Stromleiter 6 bereitgestellt. In den in den Figuren 7 und 8 gezeigten Ausfülirungsformen stehen die Steckerstifte 21 winklig geneigt, hier rechtwinklig, zur Mittelachse M des Stromleiters 6. Es ist auch denkbar, dass die Steckerstifte 21 in einem Winkel von beispielsweise 45° zur Mittelachse M stehen. Andere Winkel zwischen 0° und kleiner 180° sind ebenfalls denkbar. Welche der genannten Ausführungsformen effektiv eingesetzt wird, wird im Wesentlichen durch die Einbausituation bestimmt.

Bei der winklig geneigten Ausführung kann der Stromleiter im Bereich der Knickstelle 28 mit einem weiteren elektrischen Kontaktelement 29 versehen sein. Das elektrische Kontaktelement 29 kann beispielsweise eine Steckverbindung sein, wobei die Steckverbindung endseitig am Stromleiter 6 angeordnet ist und mit den jeweiligen Kontaktabschnitten 7, 8 elektrisch verbunden ist.

In den gezeigten Ausführungsformen von den Figuren 1 bis 8 ist zwischen dem ersten Kontaktabschnitt 7 und der elektrodenseitigen Anschlussstelle 2 sowie zwischen dem zweiten Kontaktabschnitt 8 und der versorgungsseitigen Anschlussstelle 4 je eine Kontakteinheit 9 angeordnet. Mit der Kontakteinheit 9 ist der elektrische Kontakt in der Buchse-Stecker- Verbindung 20, 21 herstellbar. Über die Kontakteinheit 9 wird der elektrische Kontakt zwischen dem ersten Kontaktabschnitt 7 und der elektrodenseitigen Anschlussstelle 2 sowie zwischen dem zweiten Kontaktabschnitt 8 und der versorgungsseitigen Anschlussstelle 4 hergestellt.

Die Kontakteinheit 9 hat im wesentlichen den Vorteil, dass ein definierter elektrischer Kontakt in der Buchsen-Stecker- Verbindung 20, 21 hergestellt werden kann. Dies kann insbesondere beim Nachrüsten von Schweisseinrichtungen, wenn die Buchse verschliessen sein sollte, von Vorteil sein. Aber auch bei neuen Schweisseinrichtungen ist die Kontakteinheit 9 von Vorteil, weil ein definierter und somit planbarer bzw. einfach dimensionierbarer elektrischer Kontakt im Wesentlichen unabhängig von der Oberflächengüte der Buchse 20 hergestellt werden kann. Es kann insbesondere eine Steckverbindung mit einem definierten Kontaktübergangswiderstand bereitgestellt werden.

Darüber hinaus kann die Kontakteinheit 9, also das Kabel 6 mit den beiden Kontaktabschnitte 7, 8, bei Erreichen ihrer Lebensdauer ausgetauscht werden, ohne dass an der versorgungsseitigen Anschlussstelle 4 grössere Umbauten zu tätigen wären.

Darüber hinaus lässt die Buchsen-Stecker- Verbindung 20, 21 eine Verschwenkung zwischen der Buchse und dem Stecker zu, was bei der Bewegung der Schweisseinrichtung von Vorteil ist.

Die Kontakteinheit 9 umfasst in der gezeigten Ausführungsform einen elektrisch leitend ausgebildeten Kontaktkörper 10, ein erstes Kontaktband 11 und ein zweites Kontaktband 12. Das erste Kontaktband 1 1 stellt einen elektrischen Kontakt zwischen den Kontaktabschnitten 7, 8 und dem Kontaktkörper 10 bereit. Das zweite Kontaktband 12 stellt einen elektrischen Kontakt zwischen dem Kontaktkörper 10 und der Anschlussstelle 2, 4 her. In den Figuren 2 bis 5 wird die Konfiguration im nicht gesteckten Zustand gezeigt und in der Figur 6 wird die Konfiguration im gesteckten Zustand gezeigt. Von der Figur 6 kann gut erkannt werden, dass der elektrische Pfad zwischen der Buchse 20 und dem Steckerstift 21 von aussen her über das zweite Kontaktband 12, dann über den Kontaktkörper 10 und schliesslich über das erste Kontaktband 11 fuhrt. Der elektrische Pfad ist mit dem Pfeil E in der Figur 6 eingezeichnet.

Der Kontaktkörper 10 weist einen Kontaktbereich 14 mit ringförmigem Querschnitt und einem durch eine Seitenwand 15 begrenzten Innenraum 16 auf. Über dem Kontaktbereich 14 wird im Wesentlichen der elektrische Strom fliessen.

Der Stromleiter 6 ragt mit seinem Kontaktabschnitt 7, 8 in den Innenraum 16 ein und das erste Kontaktband 1 1 liegt zwischen der Innenseite 17 des Innenraums 16 und dem Kontaktabschnitt 7 , 8 im Innenraum 16. Auf der Aussenseite 18 der Seitenwand 15 liegt das zweite Kontaktband 12 auf und stellt den elektrischen Kontakt zwischen dem Kontaktbereich 14 und der Buchse 20 her. Der Kontaktkörper 10 ragt dabei in die Buchse 20 ein und ist im Wesentlichen vollständig durch die Buchse 20 aufgenommen. Aussenseitig weist der Kontaktkörper 10 in der gezeigten Ausführungsform eine Pressfläche 19 auf, mit welcher der Kontaktkörper 10 in die jeweilige Anschlussstelle 2 über eine Pressverbindung verbindbar ist. In der gezeigten Ausführungsform wird die Pressfläche 19 durch die Aussenseite 18 bereitgestellt. Die Pressverbindung wird vorzugsweise durch eine Presskraft von 2000-2500 Newton hergestellt.

Die beiden Kontaktbänder 1 1 , 12 sind in der gezeigten Form in Einstichen 24 gelagert. Die Einstiche 24 erstrecken sich in den Kontaktbereich 14 hinein. Hier erstrecken sich die Einstiche 24 von der Innenseite 17 und von der Aussenseite 18 in die Seitenwand 15 hinein.

Der Innenraum 16 des Kontaktkörpers 10 weist gegenüber einer Zugangsöffnung 20, durch welche der jeweilige Kontaktabschnitt 7, 8 des Stromleiters 6 in den Innenraum 16 einragt, eine Wandung 22 auf. Die Wandung 22 schliesst den Innenraum 16 nach hinten ab. Folglich ist der Innenraum 16 ausschliesslich über die Zugangsöffnung 20 zugänglich. Die Wandung 22 kann einstückig am Kontaktkörper 10 angeformt sein. In einer anderen Variante wäre es auch denkbar, die Wandung 22 als in den Innenraum 16 einsetzbare Wandung auszubilden. Beispielsweise könnte die Wandung durch einen Schraubdeckel, der in den Innenraum 16 von einer Stirnseite her einsetzbar ist, ausgebildet sein. Zwischen der Buchse 20 und dem Kontaktkörper 10 ist zudem eine Dichtung 23 angeordnet. Die Dichtung 23 ist dabei in Steckrichtung gesehen vor dem Kontaktband 12 angeordnet, wodurch der gesamte Innenraum 16, insbesondere das Kontaktband 12, vor dem Eintritt von Feuchtigkeit in die Buchse geschützt wird. Eine weitere Dichtung 27 ist im Bereich des jeweiligen Kontaktabschnittes 7, 8 angeordnet. Die Dichtung 27 dichtet dabei den Spalt zwischen der Innenseite 17 und dem jeweiligen Kontaktabschnitt 7, 8 ab.

Des Weiteren ist zwischen dem Stromleiter 6 beziehungsweise den jeweiligen Kontaktabschnitten 7, 8 und dem Kontaktkörper 10 eine mechanische Arretierverbindung 13 vorgesehen. Die mechanische Arretierverbindung 13 ist dabei derart ausgebildet, dass eine Bewegung zwischen dem Stromleiter 6 und dem Kontaktkörper 10 in Richtung der Steckachse A blockiert ist, und dass aber eine Rotationsbewegung um die Steckachse A herum erlaubt wird. In der gezeigten Ausführungsform wird die Arretierverbindung 13 auf einen Abschnitt des Kontaktabschnittes 7, 8 und steht mit dem Kontaktkörper 10 in Verbindung. Es handelt sich in der gezeigten Ausführungsform um einen Arretierbügel 25, welcher in eine umlaufende Nut 26 am jeweiligen Kontaktabschnitt 7, 8 eingreift.

In den Figuren 9 bis 12 wird eine weitere Ausfuhrungsform der elektrischen Verbindungsanordnung 1 gezeigt. Gleiche Teile sind dabei mit gleichen Bezugszeichen versehen. Zusätzlich zu den oben beschriebenen Merkmalen umfasst die Verbindungsanordnung 1 ein Kühlsystem. In der gezeigten Ausführung sind die elektrodenseitige Anschlussstelle 2, die versorgungsseitige Anschlussstelle 3, der erste Kontaktabschnitt 7 und der zweite Kontaktabschnitt 8 mit Kühlkanälen 30 versehen. Durch diese Kühlkanäle 30 ist ein Kühlmittel zirkulierbar, so dass die jeweiligen Teile gekühlt werden können. Die Kühlkanäle stehen hier mit Kühlschläuchen 31 in Verbindung, über welche das Kühlmittel zu den jeweiligen Teilen zuführbar bzw. wieder wegführbar ist. Die Kühlschläuche 31 sind bevorzugt mit einer nicht gezeigten Kühlmittelpumpe in Verbindung, welche das Kühlmittel in den Kühlkanälen 30 umwälzt.

Die Kühlkanäle können beispielsweise durch entsprechende Bohrungen in den jeweiligen Elementen bereitgestellt werden.

Jeder der Kühlkanäle 30 weist einen Kanaleingang 32 und einen Kanalausgang 33 auf. Der Kanaleingang 32 und der Kanalausgang 33 steht dabei mit dem Kühlschlauch 31 in Verbindung. Hier sind Fittings 34 in den Kanaleingang 32 und den Kanalausgang 33 eingeschraubt. Die Fittings 34 sind dann über entsprechende Fittings 35, die endseitig am Kühlschlauch angeordnet sind, verbindbar.

Von den Figuren 9 bis 12 wird gezeigt, dass die Kühlkanäle 30 den Steckerstifte 21 bzw. die Buchse 20 an einer Stelle durchdringen, welche beabstandet von der elektrischen Kontaktstelle zwischen Steckerstift 21 und Buchse 20 liegt. Unter beabstandet wird ein radialer oder ein axialer Abstand verstanden. Die elektrische Kontaktstelle ist in der gezeigten Ausführungsform dort, wo die Kontakteinheit 9 liegt.

Bezüglich der Steckerstift 21 heisst dies, dass die Kühlkanäle 30 zwischen der Kontakteinheit 8 und der Verbindungsstelle zwischen Steckerstift 21 und Stromleiter 6 liegen. Bezüglich der Buchse 20 heisst dies, dass die Kühlkanäle 30 beispielsweise radial aussenseitig zur Kontakteinheit 8 oder stirnseitig zur Kontakteinheit 8 liegen. Die aussenseitige Anordnung ist in der Figur 1 1 und die stirnseitige Anordnung in der Figur 12 gezeigt. Das heisst, die Kühlkanäle liegen vorzugsweise zwischen der Kontakteinheit 9 und der Kontaktstelle zwischen dem Stromleiter 6.

In einer weiteren Ausbildung können die Kühlkanäle aber Teil einer Manschette 36 sein, welche die Buchse oder den Steckerstift umfangsseitig umgibt. Die Manschette 36 wird hier beispielhaft an der Buchse 20 gezeigt.

BEZUGSZEICHENLISTE elektrische 28 Knickstelle

Verbindungsanordnung 29 elektrisches Kontaktelement elektrodenseitige 30 Kühlkanal

Anschlussstelle 31 Kühlschlauch

Elektrode 32 Kanaleingang

versorgungsseitige 33 Kanalausgang

Anschlussstelle 34 Fitting

Versorgungsstelle 35 Fitting

Stromleiter 36 Manschette

erster Kontaktabschnitt

zweiter Kontaktabschnitt A Steckachse

Kontakteinheit

Kontaktkörper E elektrischer Pfad erstes Kontaktband S Schweisseinrichtung zweites Kontaktband M Mittelachse

Rastverbindung

Kontaktbereich

Seitenwand

Innenraum

Innenseite

Aussenseite

Pressfläche

Buchse

Steckerstifte

Wandung

Dichtung

Einstiche

Arretierbügel

Nut

Dichtung