DE102023119845B3

DE102023119845B3 - busbar-plug contact pin connection

Info

Publication number: DE102023119845B3
Application number: DE102023119845.9A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Schranz
Original assignee: Amphenol Tuchel Electronics GmbH
Current assignee: Amphenol Tuchel Electronics GmbH
Priority date: 2023-07-26
Filing date: 2023-07-26
Publication date: 2024-10-10
Anticipated expiration: 2043-07-27

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Stromschiene-Steckkontaktpin-Verbindung zur Leitung elektrischer Energie, aufweisend eine Stromschiene und wenigstens einen Steckkontaktpin, wobei der Steckkontaktpin mit seiner axialen Steckrichtung in einer zur Erstreckungsebene der Stromschiene orthogonalen Ausrichtung durch eine Schraube und einer Mutter mit der Stromschiene verbunden ist, wobei die Schraube ein selbstfurchendes Außengewinde aufweist, wobei die Schraube durch ein mit dem selbstfurchenden Außengewinde in einen selbstgefurchten Gewindeabschnitt in der axialen Längsbohrung des Steckkontaktpins lösbar festgelegt ist.The invention relates to a busbar-plug contact pin connection for conducting electrical energy, comprising a busbar and at least one plug contact pin, wherein the plug contact pin is connected to the busbar with its axial plugging direction in an orientation orthogonal to the plane of extension of the busbar by a screw and a nut, wherein the screw has a self-tapping external thread, wherein the screw is releasably fixed by a self-tapping thread section in the axial longitudinal bore of the plug contact pin with the self-tapping external thread.

Description

Die Erfindung betrifft eine Stromschiene-Steckkontaktpin-Verbindung zur Leitung elektrischer Energie, aufweisend eine Stromschiene und wenigstens einen Steckkontaktpin, wobei der Steckkontaktpin mit seiner axialen Steckrichtung in einer zur Erstreckungsebene der Stromschiene orthogonalen Ausrichtung durch eine Schraube und einer Mutter mit der Stromschiene verbunden ist.The invention relates to a busbar-plug contact pin connection for conducting electrical energy, comprising a busbar and at least one plug contact pin, wherein the plug contact pin is connected to the busbar with its axial plugging direction in an orientation orthogonal to the plane of extension of the busbar by a screw and a nut.

Zur Kontaktierung oder Herstellung lösbarer, elektrisch leitender Verbindungen werden Steckverbindungen, Kontaktierungselemente, Polverbinder, Steckhülsen usw. in unterschiedlichsten Ausbildungen und Varianten eingesetzt. Insbesondere, aber nicht ausschließlich bei elektrischen Kontaktierungsaufgaben im höheren Leistungsbereich sind Kontaktsysteme entwickelt worden, die auf prismatischen Geometrien zur Aufnahme eines oder mehrerer Kontaktpins basieren.Plug connections, contacting elements, pole connectors, receptacles, etc. are used in a wide variety of designs and variants to make contact or to create detachable, electrically conductive connections. Contact systems based on prismatic geometries for accommodating one or more contact pins have been developed, particularly but not exclusively for electrical contacting tasks in the higher power range.

Für die Leitung, den Transport und Verteilung von elektrischer Energie werden neben Leitungen, Stromkabeln auch Stromschienen (metallische Sammelschienen, Busbars, Leiterbahnen) eingesetzt. Zielsetzungen bei der Verwendung von Stromschienen ist häufig die möglichst verlustarme Leitung elektrischer Energie und damit die Optimierung des Leistungsflusses durch einen geringeren elektrischen Widerstand. Zur Herstellung elektrisch leitender Verbindungen von Stromschienen oder Stromschienen mit Verbrauchern und Stromquellen werden eine Vielzahl unterschiedlicher Konzepte verwendet. Neben nichtlösbaren Verbindungen wie beispielsweise Schweißen, Kleben mit elektrisch leitfähigen Klebern oder Kalt- beziehungsweise Massivumformung (beispielsweise Crimpen) werden auch lösbare Kontaktsysteme, bestehend aus Steckkontaktpin und Steckkontaktbuchse eingesetzt. Auch die relative Lage der zu kontaktierenden Verbindungspartner zueinander hat maßgeblichen Einfluss auf die Ausgestaltung der elektrisch leitenden Verbindung. Daraus abgeleitet und beeinflusst durch die eingesetzten Kontaktierungsvorrichtungen sowie die Bewegungsrichtung beim Zusammenstecken, Kontaktieren der Elemente ergeben sich unterschiedliche Anforderungen und konstruktive Besonderheiten.In addition to cables and power cables, busbars (metallic busbars, busbars, conductor tracks) are also used for the conduction, transport and distribution of electrical energy. The aim of using busbars is often to conduct electrical energy with as little loss as possible and thus to optimize the power flow through lower electrical resistance. A variety of different concepts are used to create electrically conductive connections between busbars or busbars with consumers and power sources. In addition to non-detachable connections such as welding, gluing with electrically conductive adhesives or cold or solid forming (for example crimping), detachable contact systems consisting of plug contact pins and plug contact sockets are also used. The relative position of the connection partners to be contacted also has a significant influence on the design of the electrically conductive connection. Different requirements and design features arise from this and are influenced by the contacting devices used and the direction of movement when plugging and contacting the elements.

Aus dem Dokument DE 10 2020 134 255 A1 ist ein Sammelschienenkontakt zur Anbringung an einer Sammelschiene bekannt, umfassend einen Kontaktring mit einer an einem distalen Ende gelegenen Kontaktfläche zur elektrischen Kontaktierung und einem Befestigungselement zur mechanischen Befestigung, wobei der Kontaktring einen radial abstehenden Einpressflansch mit einer radial nach außen weisenden, zylindrischen Kontaktfläche aufweist.From the document DE 10 2020 134 255 A1 A busbar contact for attachment to a busbar is known, comprising a contact ring with a contact surface located at a distal end for electrical contacting and a fastening element for mechanical fastening, wherein the contact ring has a radially projecting press-in flange with a radially outward-facing, cylindrical contact surface.

Die Druckschrift DE 10 2015 216 543 A1 stellt eine Kontaktierungslösung für eine Stromschiene in Form einer Steckverbindung vor, die eine Kontaktanordnung mit einer zur Stromschiene fluchtende Zusammensteckrichtung aufweist. Verwendet wird ein Stecker zur Kontaktierung einer Stromschiene mit Berührungsschutz, mit einem Befestigungselement zur Sicherung der Kontaktanordnung an der Stromschiene und mit einem Kontaktelement, das ein Loch aufweist, durch das sich das Befestigungselement erstreckt, weiter umfassend eine Schienenkontaktierungshülse aus elektrisch leitendem Material zur unmittelbaren Kontaktierung der Stromschiene, wobei sich das Befestigungselement durch die Schienenkontaktierungshülse erstreckt. Zwischen dem Befestigungselement und dem Kontaktelement ist ein Isolationselement angeordnet, das das Befestigungselement von dem Kontaktelement isoliert. Das Isolationselement ist in die Schienenkontaktierungshülse eingepresst und bildet gleichzeitig die Halterung für den Bolzen der Steckverbindung.The publication DE 10 2015 216 543 A1 presents a contacting solution for a busbar in the form of a plug connection, which has a contact arrangement with a mating direction that is aligned with the busbar. A plug is used for contacting a busbar with touch protection, with a fastening element for securing the contact arrangement to the busbar and with a contact element that has a hole through which the fastening element extends, further comprising a rail contact sleeve made of electrically conductive material for directly contacting the busbar, wherein the fastening element extends through the rail contact sleeve. An insulating element is arranged between the fastening element and the contact element, which insulates the fastening element from the contact element. The insulating element is pressed into the rail contact sleeve and at the same time forms the holder for the bolt of the plug connection.

Eine Hochstromverbindungs-Spannschraubenvorrichtung stellt die DE 10 2021 123 635 A1 vor. Die Spannschraubenvorrichtung verbindet eine orthogonal zu einer Stromschiene ausgerichtete Kontaktanordnung, bestehend aus Steckelement und Gegensteckelement mit einer Stromleitung. Die Spannschraubenvorrichtung umfasst eine sich in eine Axialrichtung der Spannschraubenvorrichtung erstreckende Spannschraube, die in einen drehbaren Schraubenkopf, einen schraubbaren Schraubenkörper und einen Schraubenfuß gegliedert ist, wobei der Schraubenkopf außen eine elektrische Isolierung aufweist, welche eine elektromagnetische Abschirmung und/oder eine Dichtung aufweist.A high current connection clamping screw device provides the DE 10 2021 123 635 A1 The clamping screw device connects a contact arrangement, which is aligned orthogonally to a busbar and consists of a plug element and a counter plug element, to a power line. The clamping screw device comprises a clamping screw which extends in an axial direction of the clamping screw device and is divided into a rotatable screw head, a screwable screw body and a screw base, wherein the screw head has an electrical insulation on the outside, which has an electromagnetic shield and/or a seal.

Die DE 10 2021 129 676 A1 stellt eine Steckverbindung zur lösbaren Kontaktierung elektrisch leitender Kontaktierungselemente mit einem Steckverbinderstecker und einem Steckverbindergegenstecker zur elektrisch leitenden Verbindung einer Stromschiene mit einer Schnittstelle vor, bei dem die Kontaktierungselemente eine Steckrichtung orthogonal zur Erstreckungsebene der Stromschiene aufweist. Die Kontaktbuchse als ein Kontaktierungselement ist in einer Bohrung mit Kragen der Stromschiene festgelegt.The DE 10 2021 129 676 A1 presents a plug connection for the detachable contacting of electrically conductive contacting elements with a connector plug and a connector mating plug for the electrically conductive connection of a busbar with an interface, in which the contacting elements have a plugging direction orthogonal to the extension plane of the busbar. The contact socket as a contacting element is fixed in a hole with a collar of the busbar.

Bei der zur Verbindung von Kontaktelementen mit der Stromschiene sind je nach Umgebungsbedingungen, konkreter geometrischer Konstruktion und der Ausrichtung der Zusammensteckbewegung der Kontaktelemente unterschiedliche Anforderungen zu erfüllen, die im Stand der Technik nicht immer zufriedenstellend gelöst sind. Vor allem bei Zusammensteckbewegungen mit der Ausrichtung orthogonal zur Stromschienenerstreckung fehlt es an Lösungen, die hinsichtlich der sicheren Kontaktierung, wirtschaftlich und massentauglichen Montage, vibrationsfesten und zuverlässigen Verbindung und prozesssicherem Fügen von Kontaktelementen und der Stromschiene überzeugen.When connecting contact elements to the busbar, different requirements must be met depending on the ambient conditions, the specific geometric design and the alignment of the mating movement of the contact elements, which are not always satisfactorily solved in the current state of the art. In particular, when mating movements are aligned orthogonal to the busbar extension, there is a lack of solutions that ensure secure contact. ization, economical and mass-market assembly, vibration-resistant and reliable connection and process-safe joining of contact elements and the busbar.

Nachteilig bei bekannten Lösungen zur Verbindung von Kontaktelementen mit der Stromschiene ist außerdem, dass eine Mehrzahl von Einzelteilen gefügt oder montiert werden muss und/oder aufwändige Herstellungsprozessschritte wie beispielsweise Schweißen oder Pressen Bestandteil der Prozessschritte ist, welche geeignete Fertigungslinien erfordern. Insbesondere bei der Ausgestaltung des Kontaktelementes als Steckkontaktpin zur Verbindung mit einer Stromschiene fehlt es an zuverlässigen und wirtschaftlichen Verbindungslösungen.Another disadvantage of known solutions for connecting contact elements to the busbar is that a number of individual parts have to be joined or assembled and/or complex manufacturing process steps such as welding or pressing are part of the process steps, which require suitable production lines. There is a lack of reliable and economical connection solutions, particularly when designing the contact element as a plug-in contact pin for connection to a busbar.

Es ist Aufgabe der Erfindung eine Verbindungslösung von Steckkontaktpins mit einer Stromschiene weiterzuentwickeln, derart, dass die Nachteile bekannter Lösungen wenigstens teilweise reduziert werden und ein einfaches, kostengünstiges und massenprodukttaugliches Montageverfahren unterstützt ist.It is the object of the invention to further develop a connection solution for plug contact pins with a busbar in such a way that the disadvantages of known solutions are at least partially reduced and a simple, cost-effective and mass-producible assembly method is supported.

Zur Lösung der Aufgabe schlägt die Erfindung eine funktions- und montageoptimierte Verbindung eines Steckkontaktpins an einer Stromschiene mit einer zur Längserstreckung der Stromschiene orthogonalen Ausrichtung der Steckrichtung des Steckkontaktpins vor. Die funktions- und montageoptimierte Verbindung wird erreicht durch eine axiale Längsbohrung mit einem Absatz in dem Steckkontaktpin, in die eine Schraube einbringbar ist.To solve the problem, the invention proposes a function- and assembly-optimized connection of a plug contact pin to a busbar with an alignment of the plug-in direction of the plug contact pin that is orthogonal to the longitudinal extension of the busbar. The function- and assembly-optimized connection is achieved by an axial longitudinal bore with a shoulder in the plug contact pin, into which a screw can be inserted.

Die axiale und abgesetzte Längsbohrung in dem Steckkontaktpin weist wenigstens zwei voneinander abweichende Durchmesser auf. Die Schraube weist neben einem Schraubenkopf einen Schraubenschaft mit wenigstens einem Gewindeabschnitt auf. Das Gewinde ist selbstfurchend ausgebildet.The axial and offset longitudinal bore in the plug contact pin has at least two different diameters. In addition to a screw head, the screw has a screw shaft with at least one threaded section. The thread is self-tapping.

Der erste Längsbohrungsabschnitt mit einem ersten Durchmesser ist derart dimensioniert, dass eine Schraube mit ihrem Schraubenkopf einbringbar ist. Der zweite Längsbohrungsabschnitt mit einem zweiten Durchmesser ist abgestimmt auf wenigstens einen Schaftdurchmesser einer Schraube mit einem selbstfurchenden Außengewinde derart, dass ein Gewinde in den zweiten Längsbohrungsabschnitt eingefurcht und die Schraube dadurch lösbar und fluchtend zur Mittenachse des Steckkontaktpins festlegbar ist.The first longitudinal bore section with a first diameter is dimensioned such that a screw can be inserted with its screw head. The second longitudinal bore section with a second diameter is matched to at least one shaft diameter of a screw with a self-tapping external thread such that a thread is grooved into the second longitudinal bore section and the screw can thus be released and fixed in alignment with the center axis of the plug contact pin.

Die Schraubenschaftlänge ist derart dimensioniert, dass die Schraube in ihrer durch das selbstgefurchte Gewinde festgelegten Position auf Seiten des zweiten Längsbohrungsabschnittes des Steckkontaktpins axial überkragend vorsteht, sodass der Schraubenschaft durch eine Bohrung in der Stromschiene gesteckt und mit einer Mutter verschraubt werden kann. Auf diese Weise ist eine sehr robuste, hochbelastbare und wirtschaftliche Verbindung eines Steckkontaktpins mit orthogonaler Ausrichtung auf einer Stromschiene geschaffen, sehr zuverlässig von Hand oder automatisiert montiert werden kann.The screw shaft length is dimensioned in such a way that the screw, in its position determined by the self-treaded thread, protrudes axially on the side of the second longitudinal bore section of the plug contact pin, so that the screw shaft can be inserted through a bore in the busbar and screwed with a nut. In this way, a very robust, heavy-duty and economical connection of a plug contact pin with orthogonal alignment on a busbar is created, which can be installed very reliably by hand or automatically.

Die Schraube ist vorzugsweise aus einem Stahlwerkstoff, zum Beispiel Einsatzstahl oder einem nichtrostenden Stahl, beispielsweise AISI 304 hergestellt und verfügt über wenigstens einen Gewindeabschnitt, der durch seinen polygonartigen Querschnitt und die Gewindeflankenausbildung selbstfurchend ist. Gleichzeitig kann das selbstfurchende Gewinde in ein bereits vorhandenes metrisches Innengewinde eingeschraubt werden. Durch die Verwendung eines Stahlwerkstoffes für die Schraube ist sichergestellt, dass ein hohes und definiertes Anzugsmoment der Schraube beim Verschrauben mit der Mutter vorliegt und damit die zuverlässige lösbare Festlegung von Steckkontaktpin und Stromschiene orthogonal zueinander erreicht werden kann.The screw is preferably made of a steel material, for example case-hardened steel or a stainless steel, for example AISI 304, and has at least one thread section that is self-tapping due to its polygonal cross-section and the thread flank formation. At the same time, the self-tapping thread can be screwed into an existing metric internal thread. Using a steel material for the screw ensures that the screw has a high and defined tightening torque when screwing it onto the nut, thus enabling the plug contact pin and busbar to be reliably and detachably secured orthogonally to one another.

Durch die funktions- und montageoptimierte Verbindung des Steckkontaktpins an einer Stromschiene ergeben sich eine Reihe von Vorteilen. Infolge der Konstruktion wird die vibrationsfeste mechanische und elektrische Verbindung mit weitgehend konstantem Durchgangswiderstand bei mechanischen Beanspruchungen und/oder dynamischen Vibrationsbelastungen unterstützt. Über die lösbare Festlegung der Schraube mittels der selbstgefurchten Gewindeverbindung in dem zweiten Längsbohrungsabschnitt des Steckkontaktpins wird eine Baugruppe, bestehend aus Schraube und Steckkontaktpin gebildet, die besonders vorteilhaft in einem Montageprozess gehandhabt werden kann und die Teileanzahl beim Zusammenfügen von Steckkontaktpin und Stromschiene orthogonal zueinander verringert.The function and assembly-optimized connection of the plug contact pin to a busbar results in a number of advantages. As a result of the design, the vibration-resistant mechanical and electrical connection is supported with a largely constant contact resistance under mechanical stress and/or dynamic vibration loads. The detachable fixing of the screw using the self-tapping thread connection in the second longitudinal bore section of the plug contact pin creates an assembly consisting of screw and plug contact pin, which can be handled particularly advantageously in an assembly process and reduces the number of parts when joining the plug contact pin and busbar orthogonally to each other.

Die Anordnung der gefurchten Gewindeverbindung in dem zweiten Längsbohrungsabschnitt und der Gewindeverbindung zwischen Schraube und Mutter bewirkt eine Gegenkontersituation dadurch, dass die beiden Gewindeabschnitte in der Mutter und in dem zweiten Längsbohrungsabschnitt beim Festziehen der Schraube-Mutter-Verbindung gekontert werden. Dadurch ist die Festlegung des Steckkontaktpins an der Stromschiene besonders zuverlässig und die Kontaktierung dauerfest über die gesamte Bauteillebensdauer. Noch höhere Sicherheit gegen Lösen der Schraube-Mutter-Verbindung kann erreicht werden durch die Verwendung einer selbstsichernden Mutter. Die erfindungsgemäße Gestaltung ermöglicht darüber hinaus eine größere Kontaktierungsfläche zwischen den Kontaktpartnern Steckkontaktpin und Stromschiene in zueinander orthogonaler Ausrichtung.The arrangement of the grooved threaded connection in the second longitudinal bore section and the threaded connection between screw and nut creates a counter-locking situation in that the two threaded sections in the nut and in the second longitudinal bore section are countered when the screw-nut connection is tightened. This makes the fixing of the plug contact pin to the busbar particularly reliable and the contact is durable over the entire service life of the component. Even greater security against loosening of the screw-nut connection can be achieved by using a self-locking nut. The design according to the invention also enables a larger contact surface between the con contact partners plug contact pin and power rail in orthogonal alignment to each other.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines exemplarischen Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht des Steckkontaktpins zusammengelegt mit der Schraube;
2a eine Schnitt-Vorderansicht des Steckkontaktpins zusammengelegt mit der Schraube;
2b eine Schnitt-Einzelheitansicht der Schraube in dem zweiten Längsbohrungsabschnitt;
3a eine Draufsicht auf den Steckkontaktpin;
3b eine Unteransicht auf den Steckkontaktpin;
4 eine Schnitt-Vorderansicht der Stromschiene-Steckkontaktpin-Verbindung.

The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment in conjunction with the figures.

1 a perspective view of the connector pin combined with the screw;
2a a sectional front view of the plug contact pin combined with the screw;
2b a sectional detail view of the screw in the second longitudinal bore section;
3a a top view of the plug contact pin;
3b a bottom view of the plug contact pin;
4 a sectional front view of the busbar-plug contact pin connection.

1 verdeutlicht eine perspektivische Ansicht des Steckkontaktpins 10 zusammengelegt mit der Schraube 20. Die Schraube 20 ist axial fluchtend in die axiale Längsbohrung 11 eingebracht und lösbar festgelegt. Der Schraubenschaft beziehungsweise das Schraubengewinde überkragen axial den Steckkontaktpin 10. 1 shows a perspective view of the plug contact pin 10 combined with the screw 20. The screw 20 is axially aligned in the axial longitudinal bore 11 and is releasably secured. The screw shaft or the screw thread axially overhangs the plug contact pin 10.

2a umfasst eine Schnitt-Vorderansicht des Steckkontaktpins 10 zusammengelegt mit der Schraube 20. In den Steckkontaktpin 10 ist eine axiale Längsbohrung 11 eingearbeitet, welche wenigstens zwei unterschiedliche Innendurchmesser aufweist, deren Übergang durch zumindest einen Absatz 12 gestaltet ist. Der erste Längsbohrungsabschnitt 13 weist einen ersten Durchmesser 14 in einer Größenordnung auf, der es ermöglicht, dass eine Schraube 20 mit ihrem Schraubenkopf 21 eingeschoben werden kann. Der zweite Längsbohrungsabschnitt 15 verfügt über einen zweiten Durchmesser 16 und ist abgestimmt auf den Schaftdurchmesser der Schraube 20 mit einem selbstfurchenden Außengewinde 22. 2a includes a sectional front view of the plug contact pin 10 combined with the screw 20. An axial longitudinal bore 11 is incorporated into the plug contact pin 10, which has at least two different inner diameters, the transition of which is designed by at least one shoulder 12. The first longitudinal bore section 13 has a first diameter 14 of a size that allows a screw 20 to be inserted with its screw head 21. The second longitudinal bore section 15 has a second diameter 16 and is matched to the shaft diameter of the screw 20 with a self-tapping external thread 22.

2b zeigt eine Schnitt-Einzelheitansicht der Schraube 20 in dem zweiten Längsbohrungsabschnitt 15. Die Schraube 20 weist einen Schraubenschaft mit wenigstens einem Gewindeabschnitt auf, der als selbstfurchendes Gewinde 22 ausgebildet ist. Der zweite Durchmesser 16 des zweiten Längsbohrungsabschnittes 15 und der Durchmesser des selbstfurchenden Außengewindes 22 der Schraube 20 sind derart aufeinander abgestimmt, dass die Schraube 20 mit ihrem selbstfurchenden Außengewinde 22 ein Gewinde in die Innenwandung des zweiten Längsbohrungsabschnittes 15 furcht, wenn die Schraube 20 mit einem ausreichend hohen Drehmoment in den zweiten Längsbohrungsabschnitt 15 eingedreht wird. 2b shows a sectional detail view of the screw 20 in the second longitudinal bore section 15. The screw 20 has a screw shaft with at least one threaded section which is designed as a self-tapping thread 22. The second diameter 16 of the second longitudinal bore section 15 and the diameter of the self-tapping external thread 22 of the screw 20 are coordinated with one another in such a way that the screw 20 with its self-tapping external thread 22 cuts a thread into the inner wall of the second longitudinal bore section 15 when the screw 20 is screwed into the second longitudinal bore section 15 with a sufficiently high torque.

Zur Einleitung des Eindrehdrehmomentes weist der Schraubenkopf 21 der Schraube 20 beispielsweise eine Torxdrehwerkzeugaufnahme auf. Die Torxdrehwerkzeugaufnahme ist stirnseitig des Schraubenkopfes 21 und als Sackloch ausgebildet und bietet die Vorteile, die Schraube 20 während des Eindrehprozesses sehr gut zu führen und ist in der Lage, auch höhere Eindrehdrehmomente zu übertragen. Da das Torxwerkzeug stirnseitig der Schraube 20 am Schraubenkopf 21 eingreift ist der Werkzeugplatzbedarf beim Eindrehen der Schraube 20 radial nicht oder nur minimal größer als der Durchmesser des Schraubenkopfes 21, sodass der erste Durchmesser 14 des ersten Längsbohrungsabschnittes 13 auf eine Spielpassung zum Durchmesser des Schraubenkopfes 21 angepasst ist.To introduce the screwing torque, the screw head 21 of the screw 20 has, for example, a Torx turning tool holder. The Torx turning tool holder is on the front side of the screw head 21 and is designed as a blind hole and offers the advantage of guiding the screw 20 very well during the screwing process and is also able to transmit higher screwing torques. Since the Torx tool engages the screw head 21 on the front side of the screw 20, the tool space required when screwing in the screw 20 is radially not or only minimally larger than the diameter of the screw head 21, so that the first diameter 14 of the first longitudinal bore section 13 is adapted to a clearance fit with the diameter of the screw head 21.

Durch das Eindrehen der Schraube 20 in den zweiten Längsbohrungsabschnitt 15 bei gleichzeitigem furchen des Gewindes beim erstmaligen Eindrehen der Schraube 20 ist die Schraube 20 lösbar und fluchtend zur Mittenachse des Steckkontaktpins 10 festgelegt.By screwing the screw 20 into the second longitudinal bore section 15 and simultaneously forming the thread when screwing in the screw 20 for the first time, the screw 20 can be loosened and is fixed in alignment with the center axis of the plug contact pin 10.

Infolge der lösbaren Festlegung der Schraube 20 durch das Furchen des Gewindes mittels des selbstfurchenden Außengewindes 22 der Schraube 20 in den zweiten Längsbohrungsabschnitt 15 ergibt sich als weiterer Vorteil, dass eine besonders verlustarme elektrisch leitende Kontaktierung zwischen Steckkontaktpin 10 und Stromschiene 30 erreicht wird. Dies basiert auf zwei Wirkungszusammenhängen:

- Durch die Konstruktion wird eine maximale Auflagefläche 17 des Steckkontaktpins 10 auf der Stromschiene 30 realisiert dadurch, dass der zweite Durchmesser 16 des zweiten Längsbohrungsabschnittes 15 kleiner ausgelegt ist als bei einem Bohrungsdurchmesser für herkömmliche Durchsteckschrauben. Dadurch wird die Auflagefläche 17 des Steckkontaktpins 10 in seiner Flächengestalt als konzentrische Ringfläche maximal groß bei einem durch die Steckfunktion vorgegebenen Außendurchmesser. Daraus ergibt sich ein minimierter elektrischer Übergangswiderstand zwischen Steckkontaktpin 10 in seiner orthogonalen Ausrichtung zur Stromschiene 30.
- Durch das Furchen des Gewindes über das Eindrehen der Schraube 20 mit dem selbstfurchenden Außengewinde 22 in den zweiten Längsbohrungsabschnitt 15 in Richtung der äußeren Stirnseite des Steckkontaktpins 10 wirft sich das Material am äußeren Bereich des zweiten Durchmessers 16, sodass die Auflagefläche 17 unmittelbar angrenzend an den zweiten Längsbohrungsabschnitt 15 nicht vollständig plan ist. Gleichzeitig ist dies der Bereich, der bei dem Verschrauben mit der Stromschiene 30 einer besonders hohen Flächenpressung unterliegt, sodass eine zumindest partielle und teilweise plastische Verformung der Kontaktfläche zwischen der Stirnseite des Steckkontaktpins 10 und der Stromschiene 30 erfolgt. Dadurch ist eine besonders gute Stromleitung mit verringertem elektrischen Übergangswiderstand erreicht.

As a result of the releasable fixing of the screw 20 by the grooving of the thread by means of the self-tapping external thread 22 of the screw 20 in the second longitudinal bore section 15, a further advantage is that a particularly low-loss electrically conductive contact is achieved between the plug contact pin 10 and the busbar 30. This is based on two causal relationships:

- The design achieves a maximum contact surface 17 of the plug contact pin 10 on the busbar 30 by making the second diameter 16 of the second longitudinal bore section 15 smaller than a bore diameter for conventional through-bolts. This means that the contact surface 17 of the plug contact pin 10 is as large as possible in its surface shape as a concentric ring surface with an outer diameter specified by the plug function. This results in a minimized electrical contact resistance between the plug contact pin 10 in its orthogonal orientation to the busbar 30.
- By forming the thread by screwing the screw 20 with the self-tapping external thread 22 into the second longitudinal bore section 15 in the direction of the outer face of the plug contact pin 10, the material on the outer area of the second diameter 16 is thrown up so that the support surface 17 is immediately adjacent to the two longitudinal bore section 15 is not completely flat. At the same time, this is the area that is subject to a particularly high surface pressure when screwed to the busbar 30, so that at least partial and partially plastic deformation of the contact surface between the front side of the plug contact pin 10 and the busbar 30 occurs. This achieves a particularly good current conduction with reduced electrical contact resistance.

3a zeigt eine Draufsicht auf den Steckkontaktpin 10 mit lösbar festgelegter Schraube 20. Gezeigt ist die Darstellung von Seiten des Schraubenkopfes 21 mit seiner in diesem Ausführungsbeispiel gewählten Torxdrehwerkzeugaufnahme. 3a shows a top view of the plug contact pin 10 with a releasably secured screw 20. The illustration shows the side of the screw head 21 with its Torx turning tool holder selected in this embodiment.

3b bildet eine Unteransicht auf den Steckkontaktpin 10 ab. Diese stirnseitige Darstellung zeigt die als konzentrische Ringfläche ausgebildete Auflagefläche 17, welche bei einem vorgegebenen Außendurchmesser des Steckkontaktpins 10 durch den auf das selbstfurchende Außengewinde 22 der Schraube 20 angepassten zweiten Durchmesser 16 flächenmaximiert ist. 3b shows a bottom view of the plug contact pin 10. This front view shows the support surface 17 designed as a concentric ring surface, which, for a given outer diameter of the plug contact pin 10, is maximized in area by the second diameter 16 adapted to the self-tapping external thread 22 of the screw 20.

4 stellt eine Schnitt-Vorderansicht der Stromschiene-Steckkontaktpin-Verbindung 1 dar. Der Steckkontaktpin 10 ist orthogonal zur Erstreckungsebene der Stromschiene 30 positioniert und mittels der Schraube 20 und Mutter 40 relativ zur Stromschiene 30 lösbar festgelegt. Dazu weist die Stromschiene 30 eine dem Steckkontaktpin 10 zugeordnete Bohrung 31 auf, durch die der Schraubenschaft der Schraube 20 mit dem selbstfurchenden Außengewinde 22 gesteckt und dann mittels der Mutter 40 verschraubt und verspannt wird. 4 shows a sectional front view of the busbar-plug contact pin connection 1. The plug contact pin 10 is positioned orthogonally to the plane of extension of the busbar 30 and is releasably fixed relative to the busbar 30 by means of the screw 20 and nut 40. For this purpose, the busbar 30 has a bore 31 assigned to the plug contact pin 10, through which the screw shaft of the screw 20 with the self-tapping external thread 22 is inserted and then screwed and tightened by means of the nut 40.

Um die Verschraubung durch die Mutter 40 zu erreichen ist die Schraubenschaftlänge der Schraube 20 mit ihrem selbstfurchenden Außengewinde 22 derart ausgelegt, dass die Schraube 20 in ihrer durch das selbstgefurchte Außengewinde 22 festgelegten Position auf Seiten des zweiten Längsbohrungsabschnittes 15 des Steckkontaktpins10 axial überkragend vorsteht, sodass der Schraubenschaft durch eine Bohrung 31 in der Stromschiene 30 gesteckt und mit einer Mutter 40 verschraubt werden kann. Damit wird eine besonders stabile lösbare Verbindung des Steckkontaktpins 10 mit orthogonaler Ausrichtung auf der Stromschiene 30 geschaffen. Zusätzliche Sicherheit gegen unbeabsichtigtes Lösen der Verbindung, beispielsweise durch auftretende Vibrationen kann erreicht werden, wenn die Mutter 40 als selbstsichernde Mutter 40 ausgeführt ist.In order to achieve the screw connection by means of the nut 40, the screw shaft length of the screw 20 with its self-tapping external thread 22 is designed such that the screw 20, in its position determined by the self-tapping external thread 22, protrudes axially on the side of the second longitudinal bore section 15 of the plug contact pin 10, so that the screw shaft can be inserted through a bore 31 in the busbar 30 and screwed with a nut 40. This creates a particularly stable, detachable connection of the plug contact pin 10 with an orthogonal alignment on the busbar 30. Additional security against unintentional loosening of the connection, for example due to vibrations, can be achieved if the nut 40 is designed as a self-locking nut 40.

In einer beispielshaften Dimensionierung des Ausführungsbeispiels verfügt der Steckkontaktpin 10 über einen Außendurchmesser von 14 mm und das selbstfurchende Außengewinde 22 der Schraube 20 ist als M5-Gewinde ausgebildet. Die Schaftlänge der Schraube 20 beträgt 12 mm. Das Innengewinde der Mutter 40 ist mit M5 gewählt und abgestimmt auf das selbstfurchende Außengewinde 22 der Schraube 20. Der Schraubenkopf 21 der Schraube 20 ist mit einer Torxdrehwerkzeugaufnahme T25 versehen.In an example dimensioning of the embodiment, the plug contact pin 10 has an outer diameter of 14 mm and the self-tapping external thread 22 of the screw 20 is designed as an M5 thread. The shaft length of the screw 20 is 12 mm. The internal thread of the nut 40 is selected as M5 and matched to the self-tapping external thread 22 of the screw 20. The screw head 21 of the screw 20 is provided with a Torx turning tool holder T25.

Bezugszeichenlistelist of reference symbols

11: Stromschiene-Steckkontaktpin-Verbindung busbar-plug contact pin connection
1010: Steckkontaktpinplug contact pin
1111: axiale Längsbohrungaxial longitudinal bore
1212: AbsatzParagraph
1313: erster Längsbohrungsabschnittfirst longitudinal drilling section
1414: erster Durchmesserfirst diameter
1515: zweiter Längsbohrungsabschnittsecond longitudinal bore section
1616: zweiter Durchmessersecond diameter
1717: Auflagefläche support surface
2020: Schraubescrew
2121: Schraubenkopfscrew head
2222: selbstfurchendes Außengewinde self-tapping external thread
3030: Stromschienebusbar
3131: Bohrung drilling
4040: MutterMother

Claims

Busbar-plug contact pin connection (1) for conducting electrical energy, comprising a busbar (30) and at least one plug contact pin (10), wherein the plug contact pin (10) is connected to the busbar (30) with its axial plugging direction in an orientation orthogonal to the plane of extension of the busbar (30) by a screw (20) and a nut (40), characterized in that the screw (20) has a self-tapping external thread (22), wherein the screw (20) is releasably secured by a self-tapping thread section in an axial longitudinal bore (11) of the plug contact pin (10) with the self-tapping external thread (22).

Busbar-plug contact pin connection (1) according to claim 1 , characterized in that the axial longitudinal bore (11) has a first longitudinal bore section (13) with a first diameter (14) and a second longitudinal bore section (15) with a second diameter (16).

Busbar-plug contact pin connection (1) according to claim 2 , characterized in that a shoulder (12) is formed between the first longitudinal bore section (13) and the second longitudinal bore section (15).

Busbar-plug contact pin connection (1) according to claim 2 , characterized in that the first diameter (14) of the first longitudinal bore section (13) is designed such that the screw (20) with its screw head (21) can be inserted axially into the axial longitudinal bore (11).

Busbar-plug contact pin connection (1) according to claim 1 , characterized in that a screw head (21) of the screw (20) has a Torx turning tool holder.

Busbar-plug contact pin connection (1) according to claim 1 , characterized in that the screw (20) is made of a case hardened steel or a stainless steel AISI 304.

Busbar-plug contact pin connection (1) according to claim 1 , characterized in that the self-tapping external thread (22) of the screw (20) is designed to be screwed into a metric internal thread.

Busbar-plug contact pin connection (1) according to claim 1 , characterized in that the nut (40) is a self-locking nut (40).