DE102013110431A1

DE102013110431A1 - Verbindungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102013110431A1
Application number: DE102013110431.2A
Authority: DE
Inventors: Helmut Friedrich; Vatalij Manin; Dirk Moseke
Original assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Current assignee: Phoenix Contact eMobility GmbH
Priority date: 2013-09-20
Filing date: 2013-09-20
Publication date: 2015-03-26
Also published as: DE102013110431A8; WO2015040152A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verbindungsvorrichtung (1) zur elektrischen Verbindung eines elektrischen Leiters (2) mit einem Batteriepol , umfassend einen auf dem Batteriepol befestigbaren Federträger (4) mit einem Leitereinführbereich (5) zur Aufnahme des elektrischen Leiters (2), einen Kontaktbereich (6) und eine mit dem Federträger verrastbare Federklemme (8), dadurch gekennzeichnet, dass die Federklemme (8) einen Federklemmabschnitt (9) zur Verklemmung des in den Leitereinführbereich (5) eingeführten elektrischen Leiters (2) mit dem Kontaktbereich (6) und einen Verrastungsabschnitt (10) zur Verrastung mit dem Federträger (4) aufweist. Damit wird eine Verbindungsvorrichtung (1) angegeben, die auch bei temperaturbedingten Einflüssen eine sichere elektrische Verbindung zwischen einem elektrischen Leiter(2) und einem Batteriepol bereitstellt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbindungsvorrichtung zur elektrischen Verbindung eines elektrischen Leiters mit einem Batteriepol.
Im Bereich der Elektrotechnik sind unterschiedliche Verbindungsvorrichtungen zur elektrischen Verbindung eines elektrischen Leiters mit einem Batteriepol bekannt. Derartige Verbindungsvorrichtungen weisen in der Regel einen Aufnahmebereich mit einer Crimpverbindung zur Aufnahme des elektrischen Leiters und einen Schraubanschluss zur elektrischen Verbindung mit dem Batteriepol auf.
Nachteilig bei derartigen Verbindungsvorrichtungen ist jedoch, dass sich der Schraubanschluss aufgrund thermischer Einflüsse lösen kann und somit die elektrische Verbindung zwischen dem Batteriepol und der Verbindungsvorrichtung unterbrochen wird. Gleiches gilt für die Crimpverbindung, aus der sich der elektrische Leiter aufgrund temperaturbedingter Einflüsse lösen kann.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Verbindungsvorrichtung anzugeben, die auch bei temperaturbedingten Einflüssen eine sichere elektrische Verbindung zwischen einem elektrischen Leiter und einem Batteriepol bereitstellt.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß ist eine Verbindungsvorrichtung zur elektrischen Verbindung eines elektrischen Leiters mit einem Batteriepol vorgesehen, umfassend einen auf dem Batteriepol befestigbaren Federträger mit einem Leitereinführbereich zur Aufnahme des elektrischen Leiters, einen Kontaktbereich und eine mit dem Federträger verrastbare Federklemme, dadurch gekennzeichnet, dass die Federklemme einen Federklemmabschnitt zur Verklemmung des in den Leitereinführbereich eingeführten elektrischen Leiters mit dem Kontaktbereich und einen Verrastungsabschnitt zur Verrastung mit dem Federträger aufweist. Es ist somit ein wesentlicher Aspekt der Erfindung, dass die Verbindungsvorrichtung eine Federklemme aufweist, um den in den Leitereinführbereich eingeführten elektrischen Leiter zu verklemmen.
Eine weitere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass durch Verrastung der Federklemme mit dem Federträger der Federklemmabschnitt den in den Leitereinführbereich eingeführten elektrischen Leiter mit dem Kontaktbereich verklemmt und eine Federkraft auf den elektrischen Leiter ausübt. Auf diese Weise übt der Federklemmabschnitt eine Vorspannkraft auf den im Leitereinführbereich eingeführten und mit dem Kontaktbereich verklemmten elektrischen Leiter aus, wodurch die Klemmverbindung selbstnachstellend ist. Temperaturbedingtes Materialdehnen oder Materialschrumpfen des elektrischen Leiters und/oder der Verbindungsvorrichtung werden durch die Vorspannkraft des Federklemmabschnitts der Federklemme kompensiert. Der elektrische Leiter bleibt somit kraftschlüssig mit der Verbindungsvorrichtung verklemmt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Federträger eine Grundplatte aufweist, wobei der Kontaktbereich durch die Grundplatte gebildet ist. Auf diese Weise ist der in den Leitereinführbereich eingeführte elektrische Leiter zwischen dem Federklemmabschnitt und der Grundplatte verklemmbar.
In diesem Zusammenhang sieht eine alternative Weiterbildung der Erfindung vor, dass der Kontaktbereich der Batteriepol ist und der in den Leitereinführbereich eingeführte elektrische Leiter zwischen dem Federklemmabschnitt und dem Batteriepol verklemmbar ist. Auf diese Weise wird der elektrische Leiter direkt mit dem Batteriepol elektrisch verbunden. Zudem übt die Federkraft des Federklemmabschnitts eine Vorspannung auf den elektrischen Leiter und auf die Verbindung des Federträgers mit dem Batteriepol auf.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Federklemme einen verschiebbar gelagerten Verriegelungsschutz aufweist. Mit dem Verriegelungsschutz wird ein Sicherheitsmechanismus bereitgestellt, der die Verrastung der Federklemme mit dem Federträger vor unberechtigtem Zugriff schützt.
In diesem Zusammenhang sieht eine weitere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung vor, dass der Verriegelungsschutz zwischen einer Öffnungsposition und einer Verriegelungsposition verschiebbar ist. In der Öffnungsposition des Verriegelungsschutzes ist der elektrische Leiter in den Leitereinführbereich des Federträgers einführbar. In der Verriegelungsposition des Verriegelungsschutzes ist ein Öffnen der Federklemme nicht möglich. Zum Öffnen der Federklemme bedarf es somit eines bewussten Arbeitsschritts, nämlich dem Verschieben des Verriegelungsschutzes von der Verriegelungsposition in die Öffnungsposition.
In diesem Zusammenhang liegt eine weitere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung darin, dass der Verriegelungsschutz erst nach Verrastung der Federklemme mit dem Federträger von der Öffnungsposition in die Verriegelungsposition verschiebbar ist. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die Federklemme mit dem Federträger verrastet ist und der Federklemmabschnitt die Federkraft zur Verklemmung des in den Leitereinführbereich eingeführten elektrischen Leiters mit dem Kontaktbereich ausübt.
Weiterhin sieht eine weitere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung vor, dass die Federklemme mindestens einen Anschlagnocken aufweist. Bei einer nicht korrekten Verrastung der Federklemme mit dem Federträger verhindert der Anschlagnocken die Verschiebung des Verriegelungsschutzes von der Öffnungsposition in die Verriegelungsposition. Auf diese Weise wird ein mechanischer Sicherheitsmechanismus bereitgestellt, der die korrekte Verrastung der Federklemme mit dem Federträger und somit die Aktivierung der Federkraft des Federklemmabschnitts sicherstellt.
Eine weitere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass die Verriegelungsposition des Verriegelungsschutzes in einem Sichtfenster des Verriegelungsschutzes anzeigbar ist. Auf diese Weise wird ein Mechanismus bereitgestellt, der die sichere Verriegelung der Federklemme mit dem Federträger und somit auch die Aktivierung der Federkraft des Federklemmabschnitts visuell angibt.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Klemmfeder eine Zugriffsöffnung und der Verriegelungsschutz ein Zugriffsfenster aufweisen, wobei in Öffnungsposition die Lage des Zugriffsfensters gleich der Lage der Zugriffsöffnung ist. Auf diese Weise ist ein Hilfswerkzeug durch das Zugriffsfenster und die Zugriffsöffnung an den Verrastungsabschnitt der Federklemme einführbar, um die Verrastung der Federklemme mit dem Federträger zu lösen.
Weiterhin sieht eine weitere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung vor, dass der Federträger so ausgestaltet ist, dass er auf den Batteriepol aufschweißbar ist. Auf diese Weise wird eine Verbindungseinrichtung mit einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen dem Federträger und dem Batteriepol bereitgestellt.
Alternativ sieht hierzu eine weitere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung vor, dass der Federträger über eine Nut-Feder-Verbindung auf den Batteriepol aufsteckbar und über die Vorspannkraft des Federklemmabschnitts mit dem Batteriepol kraftschlüssig fixierbar ist.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
1 eine Seitenansicht einer Verbindungsvorrichtung mit geöffneter Federklemme gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
2 eine Seitenansicht der Verbindungsvorrichtung mit geöffneter Federklemme und eingeführten elektrischen Leiter gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
3a, b einen Längsschnitt der Verbindungsvorrichtung mit einem Verriegelungsschutz in Öffnungsposition und Verriegelungsposition gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
4 eine dreidimensionale Ansicht der Verbindungsvorrichtung gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung und
5 eine dreidimensionale Ansicht der Verbindungsvorrichtung mit einem Nut-Feder-Anschluss an den Batteriepol mit eingeführtem elektrischen Leiter gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Aus 1 ist eine Verbindungsvorrichtung 1 zur elektrischen Verbindung eines elektrischen Leiters 2 mit einem nicht dargestellten Batteriepol ersichtlich. Die Verbindungsvorrichtung 1 weist einen Federträger 4 mit einem Leitereinführbereich 5 zur Aufnahme des elektrischen Leiters 2, eine Grundplatte 6, die als Kontaktbereich 7 zur elektrischen Kontaktierung des elektrischen Leiters 2 dient und eine mit dem Federträger 4 verrastbare Federklemme 8 auf. Die Federklemme 8 umfasst einen Federklemmabschnitt 9 zur Verklemmung des in den Leitereinführbereich 5 eingeführten elektrischen Leiters 2 mit dem Kontaktbereich 7 und einen Verrastungsabschnitt 10 zur Verrastung mit dem Federträger 4.
Weiterhin ist auf der Federklemme 8 ein verschiebbar gelagerter Verriegelungsschutz 11 angeordnet, der zwischen einer Öffnungsposition und einer Verriegelungsposition verschiebbar ist. Vorliegend ist der Verriegelungsschutz in der Öffnungsposition dargestellt.
Wie der 2 entnehmbar befindet sich der Verriegelungsschutz 11 in Öffnungsposition. Der elektrische Leiter 2 ist in den Leitereinführbereich 5 des Federträgers 4 eingeführt. Durch eine Verrastung der Federklemme 8 mit dem Federträger 4 wird der elektrische Leiter 2 zwischen dem Federklemmabschnitt 9 der Federklemme 8 und der Grundplatte 6 des Federträgers 4 verklemmt. Durch diese Verklemmung wird der Federklemmabschnitt 9 der Federklemme 8 vorgespannt und übt eine Federkraft auf den in den Leitereinführbereich 5 eingeführten elektrischen Leiter 2 aus. Der elektrische Leiter 2 ist somit selbstnachstellend über den Federklemmabschnitt mit der Grundplatte 6 verklemmt.
Wie aus den 3a und 3b ersichtlich ist die Federklemme 8 mit dem Federträger 4 verrastet. Hierzu greift der Verrastungsabschnitt 10 der Federklemme 8 in eine Hintergreifvorrichtung 12 am Federträger 4 ein. Durch die Verrastung der Federklamme 8 mit dem Federträger 4 wird der elektrische Leiter 2 in der Verbindungsvorrichtung 1 verspannt. Die 3a und 3b unterscheiden sich dahingehend, dass sich in der 3a der Verriegelungsschutz 11 in Öffnungsposition befindet und in der 3b der Verriegelungsschutz 11 in der Verriegelungsposition ruht.
Der Verriegelungsschutz 11 ist erst nach der Verrastung der Federklemme 8 mit dem Federträger 4 von der Öffnungsposition in die Verriegelungsposition verschiebbar ist. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die Federklemme 8 mit dem Federträger 4 verrastet ist und der Federklemmabschnitt 9 die Federkraft zur Verklemmung des in den Leitereinführbereich 5 eingeführten elektrischen Leiters 2 mit dem Kontaktbereich 7 ausübt.
In 4 ist die Verbindungseinrichtung 1 mit dem in den Leitereinführbereich 5 eingeführten elektrischen Leiter 2 gezeigt. Die Federklemme 8 ist mit dem Federträger 4 verrastet und der Verriegelungsschutz 11 von der Öffnungsposition in die Verriegelungsposition verschoben. Der Verriegelungsschutz 11 weist ein Sichtfenster 13 auf. Durch Verschieben des Verriegelungsschutzes 11 von der Öffnungsposition in die Verriegelungsposition erscheint in dem Sichtfenster 13 ein Hinweis auf die Verriegelung.
Der Verriegelungsschutz 11 weist zudem ein Zugriffsfenster 14 auf. Durch Verschieben des Verriegelungsschutzes 11 von der Verriegelungsposition in die Öffnungsposition ist die Lage des Zugriffsfensters 14 gleich der Lage einer Zugriffsöffnung in der Federklemme 8. Auf diese Weise ist ein Hilfswerkzeug durch das Zugriffsfenster 14 und die Zugriffsöffnung an den Verrastungsabschnitt 10 der Federklemme 8 einführbar, um die Verrastung der Federklemme 8 mit dem Federträger 4 zu lösen.
Aus der 5 ist die Verbindungsvorrichtung 1 zur Verbindung des elektrischen Leiters 2 mit dem nicht dargestellten Batteriepol ersichtlich, wobei der Federträger 4 über eine Nut-Feder-Verbindung auf den Batteriepol aufsteckbar ist. Hierzu weist der Federträger 4 in der Grundplatte 7 einen Einschnitt auf, wobei die seitlichen Stege 15 entlang des Einschnitts die Feder der Nut-Feder-Verbindung bilden. Auf dem nicht dargestellten Batteriepol sind entsprechende Nuten ausgebildet, so dass die Stege 15 in diese Nuten eingreifen und die Verbindungsvorrichtung 1 auf diese Weise auf den Batteriepol aufsteckbar ist.
Der elektrische Leiter 2 ist in den Leitereinführbereich 5 des auf den Batteriepol aufsteckbaren Federträgers 4 eingeführt und über den Federklemmbereich 9 der Federklemme 8 mit dem Kontaktbereich des Batteriepols elektrisch kontaktierbar.
Zur Befestigung der mit der Nut-Feder-Verbindung ausgebildeten Verbindungsvorrichtung 1 auf den Batteriepol greifen die Stege 15 in die entsprechenden Nuten des Batteriepols ein. In einem weiteren Schritt wird der elektrische Leiter 2 in den Leitereinführbereich 5 eingeführt und durch die Verrastung der Federklemme 8 mit dem Federträger 4 zwischen dem Federklemmbereich 9 und dem Kontaktbereich des Batteriepols verklemmt. Durch die Verrastung der Federklemme 8 mit dem Federträger 4 übt der Federklemmbereich 9 eine Federkraft auf den elektrischen Leiter 2 und den Batteriepol aus. Auf diese Weise wird die Oberseite der Stege 15 an die Unterseite der batteriepolseitigen Nut verklemmt. Die Vorspannkraft der Feder bewirkt somit, dass sowohl der elektrische Leiter 2 als auch der Federträger 4 kraftschlüssig mit dem Batteriepol verbunden wird. Auf diese Weise wird sowohl für die elektrische Kontaktierung zum elektrischen Leiter 2 als auch zur elektrischen Kontaktierung zum Batteriepol eine selbstnachstellende Verbindungsvorrichtung 1 angegeben.
Bezugszeichenliste

1: Verbindungsvorrichtung
2: Leiter
4: Federträger
5: Leitereinführbereich
6: Kontaktbereich
7: Grundplatte
8: Federklemme
9: Federklemmabschnitt
10: Verrastungsabschnitt
11: Verriegelungsschutz
12: Hintergreifvorrichtung
13: Sichtfenster
14: Zugriffsfenster
15: Steg

Claims

Verbindungsvorrichtung (1) zur elektrischen Verbindung eines elektrischen Leiters (2) mit einem Batteriepol, umfassend einen auf dem Batteriepol befestigbaren Federträger (4) mit einem Leitereinführbereich (5) zur Aufnahme des elektrischen Leiters (2), einen Kontaktbereich (6) und eine mit dem Federträger verrastbare Federklemme (8), dadurch gekennzeichnet, dass die Federklemme (8) einen Federklemmabschnitt (9) zur Verklemmung des in den Leitereinführbereich (5) eingeführten elektrischen Leiters (2) mit dem Kontaktbereich (6) und einen Verrastungsabschnitt (10) zur Verrastung mit dem Federträger (4) aufweist.
Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch Verrastung der Federklemme (8) mit dem Federträger (4) der Federklemmabschnitt (9) den in den Leitereinführbereich (5) eingeführten elektrischen Leiter (2) mit dem Kontaktbereich (6) verklemmt und eine Federkraft auf den elektrischen Leiter (2) ausübt.
Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Federträger (4) eine Grundplatte (7) aufweist und der Kontaktbereich (6) die Grundplatte (7) ist.
Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktbereich (6) der Batteriepol ist und der in den Leitereinführbereich (5) eingeführte elektrische Leiter (2) zwischen dem Federklemmabschnitt (9) und dem Batteriepol verklemmbar ist.
Verbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Federklemme (8) einen verschiebbar gelagerten Verriegelungsschutz (11) aufweist.
Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Verriegelungsschutz (11) zwischen einer Öffnungsposition und einer Verriegelungsposition verschiebbar ist.
Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Verriegelungsschutz (11) erst nach Verrastung der Federklemme (8) mit dem Federträger (4) von der Öffnungsposition in die Verriegelungsposition verschiebbar ist.
Verbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmfeder eine Zugriffsöffnung und der Verriegelungsschutz ein Zugriffsfenster (14) aufweisen, wobei in Öffnungsposition die Lage des Zugriffsfensters (14) gleich der Lage der Zugriffsöffnung ist.
Verbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Federträger so ausgestaltet ist, dass er auf den Batteriepol aufschweißbar ist.
Verbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Federträger (4) über eine Nut-Feder-Verbindung auf den Batteriepol aufsteckbar und über die Vorspannkraft des Federklemmabschnitts (9) mit dem Batteriepol kraftschlüssig fixierbar ist.