用于将螺母安装到电池装置的螺丝上的安装设备和方法以及电池装置

文档序号:441070 发布日期:2021-12-24 浏览:19次 >En<

阅读说明:本技术 用于将螺母安装到电池装置的螺丝上的安装设备和方法以及电池装置 (Mounting device and method for mounting a nut on a screw of a battery device, and battery device ) 是由 托比亚斯·托福特 马里奥·迈尔 于 2020-03-26 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种安装设备(1)和一种用于将螺母(4)安装到电池装置(100)的螺丝上的方法,包括:安装体(10),所述安装体具有沿纵向方向(11)连续地延伸的用于容纳螺母(4)的容纳部(12);和在容纳部(12)中径向向内延伸的保持元件(2),用于将螺母(4)保持在与螺丝间隔开的预安装位置(40)中,以及涉及一种具有安装设备的电池装置(100)。(The invention relates to a mounting device (1) and a method for mounting a nut (4) onto a screw of a battery device (100), comprising: a mounting body (10) having a receptacle (12) for receiving a nut (4) extending continuously in a longitudinal direction (11); and a retaining element (2) extending radially inwards in the receptacle (12) for retaining the nut (4) in a pre-mounting position (40) spaced apart from the screw, and to a battery device (100) having a mounting apparatus.)

用于将螺母安装到电池装置的螺丝上的安装设备和方法以及 电池装置

技术领域

本发明涉及用于将螺母安装到电池装置的螺丝上的安装设备和方法,以及电池装置,例如车辆电池装置。

背景技术

在电池装置、例如车辆电池的领域中已知的是,所述电池装置由多个电池模块组成,其中各个电池模块在其方面可以具有多个电池单池。为了将各个电池模块或电池单池彼此电连接,已知的是,使用汇流排(也称作为“Busbar(母线)”),所述汇流排用作为电能的中央分配器。

对此已知的是,在汇流排中设有孔,螺丝的螺纹区域插过所述孔,并且随后将汇流排借助于螺母固定,所述螺母安装到螺丝的螺纹区域上从而安装到螺丝上。将术语螺丝在此不仅理解成作为零件的螺丝,也理解成螺栓或一件式地从下部、例如电池模块或另一汇流排延伸的螺纹销。通过所述螺旋装置,一方面能够实现汇流排的机械固定。此外螺旋连接装置也可用于电接触。

为了要么如在上文中描述的那样经由螺旋连接装置、要么替选地或附加地通过在例如电池模块接触部或电池单池接触部的基本面或另一汇流排和要安装的汇流排之间的接触面来建立汇流排的电接触,汇流排在应进行电接触的区域中具有露出的导电的接触面,即使剩余的汇流排通过电绝缘包覆件电绝缘时也如此。

为了防止或至少减少进行安装的人在安装期间受伤或意外短路的风险,因此为了保护电池装置的部件以及为了保护在安装电池装置时参与的人和技术装置,急需附加耗费,这反映在提高的安装时间以及用于改进功能安全性和工作安全性的附加的设备中。

尤其为了保护执行安装的人已知的是,要连接的汇流排设有多件式构造的组件,所述组件包围汇流排的导电部分并且与周围环境隔离,使得人不能或仅能困难地与导电部分接触。这种耗费地构造的模块连接器例如从DE 10 2017 210 425 A1中得出。

此外已知的是,将汇流条围绕其接触面用电绝缘的凸起包围,所述凸起在边缘侧包围螺旋连接装置的螺母或螺丝头,如例如从DE 10 2012 018 086 A1中已知的那样。尽管这至少提供防止意外的短路或执行安装的人与接触面接触的一定的附加保护,然而螺丝或螺母通过人在此应由手引入到凸起中,以便将螺母例如串在螺丝的螺纹区域上。在此可以发生,螺母从人手中滑落并且例如落到电池的不再可自由触及的区域中。此外,当螺丝已经电接触时,如通常的情况,人在安置螺母时受到电击,例如当防护服、尤其防护手套不处于完好状态时。此外因此人在安装时承受一定的健康风险。

发明内容

基于已知的现有技术,本发明的目的是,提供螺母到电池装置的螺丝上的改进的安装,尤其螺母到电池装置的螺丝上的简化的和/或可靠的安装。

所述目的通过具有权利要求1的特征的用于将螺母安装到电池装置的螺丝上的安装设备来实现。有利的改进方案在从属权利要求、说明书和附图中得出。

对应地,提出一种用于将螺母安装到电池装置的螺丝上的安装设备,包括:安装体,所述安装体具有用于容纳螺母的沿纵向方向连续延伸的容纳部;和在容纳部中径向向内延伸的保持元件,用于将螺母保持在与螺丝间隔开的预安装位置中。

由于安装设备具有:安装体,所述安装体具有用于容纳螺母的沿纵向方向连续延伸的容纳部;和在容纳部中径向向内延伸的保持元件,用于将螺母保持在与螺丝间隔开的预安装位置中,所以为了安装螺母,执行安装的人不必再单独地操作相对小的螺母,而是能够使用与螺母相比更大地构成的安装设备,以便将螺母安置到螺丝上。此外因为螺母可以通过保持元件保持在安装设备中,所以可以防止,人在安装期间使螺母掉落,例如掉落到电池的不再可触及的区域中。

此外,除了简化操作的方面,通过安装设备同样能够提高工作保护。通过将螺母保持在与螺丝间隔开的预安装位置中,螺母和螺丝不直接接触,因此螺母在预安装位置中与螺丝电绝缘。

在将安装设备安放到螺丝或母线上时,在安装设备中在预安装位置中保持的螺母一方面相对于螺丝预定位,其中螺母优选地沿螺丝的纵向方向在其上方保持在预安装位置中。执行安装的人因此仅必须将对应的工具、例如扳手或套筒头、例如外六角套筒扳手或内六角套筒头从上部、因此沿螺丝的纵向方向从安装设备的与螺丝相对置的、即自由侧与螺母接合,将所述螺母通过朝向螺丝的方向压下与螺丝接触并且拧紧到所述螺丝上。

此外,通过安装设备直至将螺母有意地安装到螺丝上,提供螺母相对于螺丝和例如一个或多个通过螺丝连接固定的汇流排的电绝缘。执行螺母的安装的人此外不必再为了安装直接拿住螺母,而是为了螺母相对于螺丝的对于安装所必需的预定位仅应抓住安装设备,使得通过在安装时直接拿住螺母而被电击的风险能明显降低或甚至完全避免。

通过上述安装设备,因此一方面可以提高对于负责安装的人的保护和安装安全性,因此可以提高对于执行安装的工作保护,并且此外螺母的安装与常见的安装相比简化,尤其通过如下简化的操作,在所述简化的操作中在操作螺母期间螺母会掉落或丢失的风险降低,使得此外还可以相对于没有这种安装设备的传统的安装方法降低安装时间。

由此,此外可以放弃耗费的且昂贵的、多件式的或几件式的用于对执行安装的人进行保护以及防止短路的布置,而对于执行安装的人的风险以及无意引起的短路的风险不会提高。因此,由此也可以与传统的接触构成方案相比降低成本。

螺母相对于安装体在预安装位置中的保持优选地通过如下方式实现:即保持元件的最小分度圆内直径小于螺母的最大分度圆外直径。

将螺母容纳在容纳部中的能力此外优选地通过如下方式提供,即容纳部的最小分度圆内直径大于螺母的最大分度圆外直径。

螺母在预安装位置中的与螺丝间隔开的保持优选地可以通过如下方式实现:即保持元件与朝向母线的安装侧间隔开地设置,使得螺母通过保持元件在预安装位置中与螺母在螺丝上的安装位置沿纵向方向间隔开地保持。

优选地,容纳部关于纵向方向柱形地构成。

根据一个优选的实施方式,安装设备还包括从安装体延伸的连接单元,用于与要通过螺母固定的母线连接。由此,安装设备可以相对于母线从而相对于从母线延伸的螺丝定位,使得螺母在预安装位置中已经可以精确地在螺丝上方预定位。这能够再次简化螺母在螺丝上的安装。

此外,通过将安装设备连接到母线上,安装设备、在此尤其安装体在安装螺丝之后可以用作为螺丝的以及螺旋连接装置在螺母侧的区域的覆盖件。由此,能够放弃在常规旋拧时对螺旋连接装置在螺母侧的电绝缘必需的盖,所述盖在安装之后紧接着安置到螺母上。这种盖趋于,由于例如在车辆运动时出现的振动与螺母松开。由此,一方面不再得到螺母的或螺旋连接装置在螺母侧的绝缘。此外,盖在脱离之后会掉落在电池壳体中并且例如会造成其他盖脱离或者甚至损坏电池装置的敏感部分。因此,除了支持安装之外,通过这样构造的安装设备在安装之后也能够提供螺母的持久的覆盖或绝缘。同时,因此可以减少电池装置中的松动部件的数量。

根据另一优选的实施方式,连接单元具有卡扣钩或夹子,用于构成与母线的侧咬式连接,其中连接单元优选地具有两个关于安装体的中轴线在中轴线的两侧彼此间隔开地设置的卡扣钩或夹子。由此可行的是,安装设备以简单的方式推动到母线或汇流排上,其中一个卡扣钩或夹子或者多个卡扣钩或夹子建立与母线或汇流排的对应地构成的部分的侧咬式连接。侧咬式连接可以提供安装设备在母线或汇流排上从而围绕安装的螺母的持久的接合和可靠的且位置准确的定位。

优选地,连接单元与安装体一件式地构成。

优选地,连接单元关于纵向方向从安装体径向向外延伸。安装设备由此可以在安装体或螺旋连接装置的区域的侧向安置到母线或汇流排上。连接单元因此可以构造成,使得其基本上不在螺旋连接装置的区域或如下区域中延伸,要组装的部段、例如两个汇流排在所述区域中延伸。

为了可以提供安装设备的尤其紧凑的构造,连接单元可以可选地替选地或附加地从安装体在安装体的在处于母线上的安装状态中朝向母线的安装侧上沿纵向方向朝向母线的方向延伸。

根据另一优选的实施方式,保持元件具有朝向安装侧倾斜的弹性凸起,所述弹性凸起关于纵向方向沿环周方向延伸,其中凸起优选地基本上关于纵向方向旋转对称地构造。由此,可以实现通过保持元件对螺母的简单的且可靠的保持。

优选地,保持元件、优选凸起与安装体一件式地构成。因此,可以实现安装设备的尤其简单的构造。

如果保持元件通过多个沿环周方向彼此间隔开的凸起区段构成,根据另一优选的实施方式,那么保持元件、例如与具有全环周连续的凸起的保持元件相比具有提高的弹性。通过各个凸起区段沿环周方向彼此分开的方式,所述凸起区段可以更容易地从其初始位置例如通过移入螺母借助其自由端部径向向外移动或弹性变形,因为沿环周方向不存在抑制所述变形的力。

除了弹性变形之外,凸起或凸起区段同样可以塑性变形。

根据另一优选的实施方式,保持元件具有两个沿纵向方向彼此错开地设置的凸起。由此,螺母关于预安装位置的位置精度可以进一步地提高。此外,在两个彼此错开地设置的凸起之间可以优选地构成凸缘容纳部,在所述凸缘容纳部中例如可以容纳螺母的、优选具有凸缘的六角螺母的凸缘,所述螺母例如根据ISO 4161或DIN 6923构成(也称为盖型螺母)。

优选地,第一凸起和第二凸起在此设置成,使得其最小分度圆内直径小于凸缘的最大外直径并且大于螺母的本体的最大外分度圆直径。换言之,具有凸起的螺母随后通过保持元件仅通过保持螺母的凸缘而保持。此外,因此能够以简单的方式实现螺母关于中轴线沿安装体的或留空部的纵向方向的基本上中央的定向。

根据另一优选的实施方式,凸起分别通过多个沿环周方向彼此间隔开的凸起区段构成,其中第一凸起的凸起区段优选地在第二凸起的在第二凸起的凸起区段之间存在的留空部中延伸,其中优选地,第一凸起的凸起区段和第二凸起的凸起区段沿纵向方向部分地重叠。由此,凸缘容纳部沿纵向方向可以更紧凑地构造。换言之,凸缘的通过两个凸起的上部凸起提供的上部接触和凸缘的通过两个凸起的下部凸起提供的下部接触与在不沿着纵向方向重叠的凸起区段的情况相比可以沿纵向方向彼此更靠近地设置。

根据一个改进方案,第一凸起和第二凸起构成为,使得在凸起之间构成有用于容纳螺母的凸缘的凸缘容纳部。

优选地,安装设备一件式地构成。由此,安装设备的生产耗费可以保持为尤其低。

如果安装设备具有电绝缘材料、优选塑料材料,那么可以在安装之前、期间和之后提供螺母的尤其可靠的电绝缘。

安装体沿纵向方向的长度和/或容纳部的大小、尤其容纳部关于纵向方向的径向延伸优选地选择成,使得在螺母处于其在螺丝上安装的位置上时不能用手指到达螺母。由此,安装设备可以提供机械接触保护和/或防止电接触的保护,因此提供电绝缘。

优选地,安装体和容纳部、以及可能保持元件的形状与机器准则2006/42/EG和/或低压准则2014/35/EU的规定一致地构成。

上述目的还通过具有权利要求11的特征的电池装置、优选车辆电池装置来实现。电池装置的有利的改进方案在说明书和附图中得出。

对应地,提出一种电池装置、优选车辆电池装置,包括电池模块和/或电池单池和经由螺旋连接装置与电池模块和/或电池单池的接口导电连接的汇流排。电池装置的特征在于,螺旋连接装置的螺母由根据上述权利要求中任一项所述的安装设备包围。

因为螺旋连接装置的螺母由根据上述权利要求中任一项所述的安装设备包围,所以关于安装设备在上文中描述的效果和优点可以类似地实现。

此外在上文中提出的目的通过具有权利要求12的特征的用于将螺母安装到电池装置的螺丝上的方法来实现。方法的有利的改进方案在本说明书和附图中得出。

对应地提出一种用于将螺母安装到电池装置的螺丝上的方法,包括如下步骤:将螺母预定位在安装设备中,将安装设备施加到电池装置的汇流排上,其中螺母在预安装位置中与螺丝间隔开地保持,并且将螺母安装到螺丝上。

通过所述方法,关于安装设备所描述的优点和效果可以类似地实现。

附图说明

本发明的优选的其他实施方式通过下面对附图的描述详细阐述。在此示出:

图1示意地示出具有用于将螺母安装到螺丝上的两个安装设备的电池装置的汇流排的立体侧视图;

图2示意地示出图1中的安装设备的俯视图;和

图3示意地示出图2中的安装设备的剖面图。

具体实施方式

下面根据附图描述优选的实施例。在此,相同的、相似的或相同作用的元件在不同的附图中设有相同的附图标记,并且部分地放弃对这些元件的重复描述,以便避免冗余。

在图1中示意地示出呈电池装置100的汇流排的形式的母线5的立体侧视图,电池装置具有两个安装设备1,用于将螺母4安装到螺丝上。在此,安装设备1中的在图1中左下方可见的安装设备在与母线5连接的状态中示出。在所述安装设备1中,此外螺母4保持在预安装位置中。在图1中右上方可见的安装设备1对应于上述安装设备1,其中在图1中右上方的安装设备1和螺母4以相对于母线5的分解图示出。

安装设备1包括安装体10,所述安装体具有沿纵向方向11连续地延伸的用于容纳螺母4的容纳部12。用于将螺母4保持在预安装位置中的保持元件2在容纳部12中径向向内延伸,在所述预安装位置中,螺母4与螺丝间隔开,如关于图3在下面详细描述的那样。

安装设备1包括从安装体10关于纵向方向11径向向外延伸的连接单元3,所述连接单元当前具有两个关于安装体10的中轴线在中轴线的两侧彼此间隔开地设置的夹子30。夹子30在此构成为,使得安装设备沿安装方向13可以推动到母线5上,所述安装方向当前对应于纵向方向11。母线5为了与连接单元3连接具有基本上沿纵向方向11延伸的连接部段52。在将安装设备1沿安装方向13推动到母线5上时,因此出现安装设备1夹紧到母线5的连接部段52上。夹子30在此与连接部段52形成侧咬式连接,使得安装设备1位置固定地固定在母线5上。在所述实施方式中可选地柱形地构成的容纳部12在此设置成,使得容纳部12的当前对应于示出的纵向方向11的中轴线相对于孔54基本上中心地设置在母线5的接触部段56中。

保持元件2当前包括多个沿环周方向彼此间隔开的、弹性的、对着纵向方向11朝向安装侧14倾斜的第一凸起区段20,所述第一凸起区段对应地构成对着纵向方向11倾斜的弹性的第一分区段的凸起。此外,保持元件2包括多个沿环周方向彼此间隔开的、弹性的、对着纵向方向11朝向安装侧14的方向倾斜的第二凸起区段22,所述第二凸起区段对应地构成对着纵向方向11倾斜的弹性的第二分区段的凸起。

多个第一凸起区段20与多个第二凸起区段22沿纵向方向11间隔开地设置。在此,第一凸起区段20和第二凸起区段22沿纵向方向11观察部分地重叠,其中第一凸起区段20在第二凸起区段22之间的对应地构成的留空部中延伸,并且相反地第二凸起区段22在第一区段22之间对应地构成的留空部中延伸。

由此,在多个第一凸起区段20和多个第二凸起区段22之间构成有凸缘容纳部24,在所述凸缘容纳部中可以容纳螺母4的凸缘42,如关于图3在更下文中详细描述的那样。

安装设备1当前一件式地由电绝缘的塑料材料构成。

如在图1中的左下方的安装设备1的安装位置中可得出的,安装设备1基本上完全地覆盖母线5的接触部段56。安装设备1因此为母线5的接触部段56的电绝缘部。安装设备1在此延伸成,使得其与母线5的绝缘部50部分地重叠,所述母线在外部在接触部段56中由所述绝缘部基本上全部地覆层。由此,可以为母线5提供相对于周围环境的基本上完全的电绝缘。

图2示意地示出图1中的安装设备1的俯视图。螺母相对于安装体在预安装位置中的保持在此可选地通过如下方式实现,即保持元件的最小的分度圆内直径小于螺母的最大的分度圆外直径。

螺母4在容纳部12中容纳的可行性在此通过如下方式提供,即容纳部12的最小的分度圆内直径大于螺母4的最大的分度圆外直径。

第一凸起区段20和第二凸起区段22构成为,使得其最小的分度圆内直径小于螺母4的凸缘42的外直径并且大于螺母4的本体43的最大的外分度圆直径,如在上文中描述的那样,螺母4由此基本上在其凸缘42上通过保持元件2保持。

此外由此可行的是,沿纵向方向11从上方、因此从背离安装侧14的侧将工具、例如套筒头安置到螺母4上并且与其接合,而保持元件2的凸起区段20、22不会明显地妨碍工具。

从图3中示意地得出图2中的安装设备1的沿着在其中示出的剖线A-A的剖视图。其示出母线5、安装设备1和螺母4在安装位置41中的视图,在所述安装位置中,螺母4拧紧到延伸穿过孔54的螺丝上,所述螺丝出于视野原因未示出。此外,借助于虚线示出处于预安装位置40中的螺母4’。明显可见的是,螺母4’在预安装位置40中沿纵向方向11与处于安装位置41中的螺母4沿纵向方向11间隔开。在预安装位置40和安装位置41之间的间距在此选择或预设成,使得处于预安装位置40中的螺母4’与延伸穿过孔54的螺丝间隔开。

优选地,在预安装位置40中沿纵向方向螺母4’距螺丝的间距至少为1mm,尤其优选至少为1.5mm,更优选至少为2mm,并且完全尤其优选至少为3mm。通过选择所述间距的大小,例如可以避免在处于电压下的螺丝和保持在预安装位置40中的螺母4’之间的放电火花。

如已经在上文中提到的,用于处于预安装位置40中的螺母4的安装设备1提供相对于孔54从而相对于穿过孔54引导的螺丝的基本上位置固定的定位。

为了将螺母4安装到螺丝上,螺母4在开始时可以插接到安装设备1中,使得螺母4通过保持元件2在预安装位置40中保持在容纳部12中。换言之,可以产生由安装设备1和螺母4构成的子组件。

设有处于预安装位置40中的螺母4的安装设备1那么能够如上所述的那样夹紧到母线5上,其方式为:连接单元3的夹子30与连接部段52接合。由此,安装设备1固定地定位在母线5上,由此螺母4在预安装位置40中相对于孔54定位。因此螺母4在预安装位置40中沿纵向方向11与螺丝间隔开地相对于其基本上位于中心。

为了将螺母4拧紧到螺丝上,执行安装的人仅须将对此需要的工具、例如套筒头在图3中观察从上部沿纵向方向11推动到螺母4上,并且通过将压力沿纵向方向11施加到螺母4上,使所述螺母从预安装位置40中在图3中观察向下朝向接触部段56的方向运动,直至螺母4与螺丝接触。最后,将螺母4以常见的方式拧紧到螺丝上。

通过凸起区段20、22弹性地构成并且对着纵向方向11朝向安装侧14的方向倾斜的方式,可行的是,凸起区段20、22通过工具径向向外并且在图3中观察向下、从而朝向安装侧14的方向变形。由此,工具不由保持元件2妨碍,继续沿纵向方向11在保持元件2旁运动经过。

除了凸起区段20、22的弹性变形,保持元件2也能够构成为,在螺母4由工具施加到螺丝上时通过工具至少部分地塑性变形。

在移除工具之后,安装设备1在螺母4的侧上提供用于拧紧和接触部段56的覆盖。由此,可以提供电绝缘以及用于螺母4的接触保护。

替选地,安装设备1也能够在起始时安置到母线5上并且紧接着才设有螺母4,使得螺母保持在预安装位置40中。

在将母线5插入到电池装置100中之前或之后,在设有或不设有螺母4的情况下将安装设备1安置到母线5上。

只要可用,在实施例中示出的全部单独的特征可以彼此组合和/或互换,而不脱离本发明的范围。

附图标记列表:

1 安装设备

10 安装体

11 纵向方向

12 容纳部

13 安装方向

14 安装侧

2 保持元件

20 第一凸起区段

22 第二凸起区段

24 凸缘容纳部

3 连接单元

30 夹子

4 螺母

40 预安装位置

41 安装位置

42 凸缘

43 本体

5 母线

50 绝缘部

52 连接部段

54 孔

56 接触部段

100 电池装置

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