DE102006036812A1 - Steckbare Hochstromleitung - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine steckbare Hochstromleitung bzw. Hochstromkabelstecker bzw. Steckpin (1), die bzw. der Folgendes aufweist: ein eine vordere Stirnfläche (12) aufweisendes Kabel (10) mit einem Leiter bzw. Ader (11) und einem den Leiter (11) umgebenden Isoliermantel (14); eine hohlzylinderförmige Aderendhülse (20) mit definierten Toleranzen; wobei der Isoliermantel (14), von der vorderen Stirnfläche (12) des Kabels (10) ausgehend, zur Bildung eines abisolierten Bereichs (13) entfernt ist, und zwar auf einer Länge, die mindestens der Länge der Aderendhülse (20) entspricht; wobei die Aderendhülse (20) den Leiter (11) im abisolierten Bereich (13) umschließt.
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf eine steckbare Hochstromleitung bzw. einen Hochstromkabelstecker für Hochstromanwendungen.
- Steckverbinder für hohe Bordströme sind beispielsweise aus der folgenden Literaturstelle bekannt: „Steckverbinder für hohe Bordströme", erschienen in Hanser Automotive, Hanser Verlag Deutschland, Ausgabe 11-12, 2004, Seiten 46-48.
- Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, insbesondere für eine derartige Steckverbindung einen Kabelstecker vorzusehen der eine höhere Leistungsfähigkeit bei geringerem Bauraum besitzt und weniger Bauteile benötigt.
- Erfindungsgemäß geschieht dies durch die im Anspruch 1 angegebenen Maßnahmen. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
- Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung seien im Folgenden anhand der Zeichnung beschrieben.
- Kurze Beschreibung der Zeichnung:
-
1 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen steckbaren Hochstromleitung (Hochstromkabelstecker); -
2 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Kabel- bzw. Gerätedose und zwar ausgebildet mit RADSOK®–Kontakt für die der erfindungsgemäße Kabelstecker insbesondere geeignet ist; -
3 zeigt eine schematische Schnittansicht durch die Kabel- bzw. Gerätedose gemäß2 und die steckbare Hochstromleitung gemäß1 und zwar im zusammengesteckten und verriegelten Zustand. -
4 zeigt eine dreidimensionale Ansicht einer erfindungsgemäßen Aderendhülse; -
5 zeigt eine dreidimensionale Ansicht der steckbaren Hochstromleitung gemäß1 . - In
1 ist eine erfindungsgemäße steckbare Hochstromleitung ein Kabelstecker bzw. Hochstromkabelstecker (Steckpin)1 dargestellt, die bzw. der aus einem Kabel (Leitung)10 sowie einer damit verbundenen Aderendhülse20 besteht. Das Kabel10 weist einen Leiter11 sowie einen diesen den umgebenden Isoliermantel14 auf. Der Leiter bzw. die Ader11 kann vorzugsweise als Litze ausgebildet sein und aus Aluminium, Kupfer oder einem anderen gut leitenden Material bestehen. Der Leiter11 weist eine vordere d.h. steckrichtungsseitige Stirnfläche12 und einen an die Stirnfläche12 anschließenden abisolierten Bereich13 auf, in dem der Isoliermantel14 der Leitung10 entfernt ist. Die vordere bzw. steckrichtungsseitige Stirnfläche15 des Isoliermantels14 dient als Endanschlag15 beim Einstecken in eine Kabel- bzw. Gerätedose40 . - Auf dem abisolierten Bereich
13 des Leiters11 wird die Aderendhülse20 aufgeschoben. Die Aderendhülse20 besitzt eine zylinderförmige metallische Kontur, wobei der Zylinder innen hohl ist, um einen Aufnahmeraum29 zur Aufnahme wenigstens eines Teils des abisolierten Bereichs13 des Leiters11 zu bilden. Die Aderendhülse20 weist eine steckrichtungsseitige bzw. vordere Stirnfläche26 , sowie ein leitungsseitige oder auch hintere Stirnfläche28 auf. An die vordere Stirnfläche26 schließt sich ein Aderendhülsen-Steckbereich22 mit definierten Toleranzen an. An den Aufnahmeendhülsen-Steckbereich22 schließt sich in Richtung der hinteren Stirnfläche28 ein Crimpbereich bzw. hinterer Bereich24 an. - Vorzugsweise weist die Aderendhülse
20 eine Oberflächenbeschichtung auf. Als Oberflächenbeschichtung kann beispielsweise Zinn, Nickel Gold, Silber verwendet werden. Die Verwendung dieser Oberflächenbeschichtung führt zur verbesserten Stromübertragung und verhindert vorzeitige Korrosion an der Kontaktstelle (Reibkorrosion, elektrochemische Korrosion). - Die definierten Toleranzen bzw. Abmessungen der Aderendhülse
20 dienen dazu, eine sichere Verbindung und sicheren elektrischen Kontakt mit der Buchse40 auszubilden. - Wie in
1 zu sehen, ist die Länge des abisolierten Bereichs (Abisolierlänge)13 etwas größer als die Länge der Aderendhülse (Hülsenlänge)20 . Durch diese Differenz der Abisolierlänge des Kabels zur Hülsenlänge ist ein Hinterschnitt17 ausgebildet. Dieser Hinterschnitt17 kann zur Verrastung des Hochstromkabelsteckers in einem Gehäuse42 (im Zusammenhang mit2 beschrieben) der Kabeldose40 genutzt werden. - Die vordere Stirnfläche
12 des Leiters11 und die vordere Stirnfläche26 der Aderendhülse20 liegen vorzugsweise in einer Ebene bzw. schließen vorzugsweise bündig ab. - Die Aderendhülse
20 ist vorzugsweise durch Crimpen auf dem Leiter11 befestigt. Durch den Crimpungsvorgang im hinteren Bereich24 der Aderendhülse20 bildet sich eine Crimpungsverformung30 , die die Aderendhülse20 auf dem Leiter11 hält. Durch die Crimpung tritt auch eine Aufweitung der Aderendhülse20 an der hinteren Stirnfläche28 auf, die zu einem radial aufgeweiteten Hülsenende32 führt. Dies wird auch als Tulpeneffekt bezeichnet. - Das durch den Tulpeneffekt aufgeweitete Hülsenende
32 begünstigt die Verrastung des Hochstromkabelstecker1 in dem Gehäuse42 . - Es sind jedoch auch andere Befestigungsmöglichkeiten der Aderendhülse
20 auf dem Leiter11 möglich, insbesondere Verlöten bzw. auch Verschweißen. - Auch eine Kombination zwischen Crimpen und einem Lötprozess beispielsweise einem Plasmalötprozess, der die hier vorhandene freie Zugänglichkeit der Stirnseite
12 des Leiters11 erfordert, ist möglich. - In
2 ist eine Kabel- bzw. Gerätedose40 dargestellt, die das Gehäuse42 sowie einen Steckverbindereinsatz bzw. Buchseneinsatz44 aufweist. - Als Buchseneinsatz
44 ist insbesondere der RADSOK-Kontakt geeignet, der nur eine zylinderförmige metallische Kontur als Steckpartner bzw. Stecker benötigt. Eine detaillierte Beschreibung der RADSOK-Buchse findet sich inDE 3702012 A1 . - Das Steckverbindergehäuse
42 weist eine Schiebehülse46 und einen Gehäusekörper48 auf. Der Gehäusekörper48 besitzt eine steckerseitige bzw. aufnahmeseitige d.h. vordere Stirnfläche50 sowie ein der vorderen Stirnfläche50 entgegengesetzt gelegenes hinteres Ende52 . An der vorderen Stirnfläche50 befindet sich eine Öffnung54 zum Einstecken des Hochstromkabelsteckers1 . Im Gehäusekörper48 ist wenigstens ein Schlitz56 , der sich ausgehend von der vorderen Stirnfläche50 in Richtung des hinteren Endes52 erstreckt. Durch diesen Schlitz56 ist es möglich, die an der vorderen Stirnfläche50 gelegene Öffnung54 beim Einsteckvorgang durch den Hochstromkabelstecker1 aufzuweiten. In die Öffnung54 ragen Rastmittel58 , die durch wenigstens einen Rasthaken, vorzugsweise jedoch mehrere Rasthaken bzw. einen Rastring, gebildet werden, hinein. Die Rastmittel58 weisen eine angeschrägte Fläche60 auf, die die Öffnung54 nach innen, d.h. in Richtung des hinteren Endes52 verjüngen bzw. verkleinern. Auf der Innen-, d.h. in Richtung des hinteren Endes52 gelegenen Seite weisen die Rastmittel58 eine Rast- bzw. Haltefläche62 auf. - Die Schiebehülse
46 ist auf dem Gehäusekörper48 in Längsrichtung, d.h. in Richtung des vorderen Endes50 bzw. des hinteren Endes52 verschiebbar. In2 ist die Schiebehülse46 in einer nicht verriegelnden Position gezeigt. In dieser Position können beim Einschieben des Hochstromkabelsteckers1 in die Kabeldose40 die Rastmittel58 nach außen geschoben werden und erlauben somit ein Einführen des Hochstromkabelsteckers1 in den Buchseneinsatz44 . Die maximale Einstecktiefe wird durch die steckrichtungsseitige Stirnfläche15 – auch als Endanschlag15 bezeichnet – des Isoliermantels14 begrenzt. Dabei steht der Endanschlag15 am Gehäusekörper48 an. - In
3 ist der Hochstromkabelstecker1 in die Kabeldose40 vollständig eingesteckt und die Schiebehülse46 befindet sich in der verriegelnden Position in Richtung der vorderen Stirnfläche50 des Gehäusekörpers48 . Die Rastmittel58 hintergreifen dabei mit der Haltefläche62 die hintere Stirnfläche28 der Aderendhülse20 . Der durch die Rastmittel58 gebildete, eingeengte Bereich der Öffnung54 entspricht im Wesentlichen dem Durchmesser des Leiters11 . Dadurch ist eine sichere Verriegelung des Hochstromkabelsteckers1 in der Kabeldose40 gegeben. -
4 zeigt eine dreidimensionale Ansicht der zylinderförmigen, insbesondere rohrförmigen Aderendhülse20 . -
5 zeigt eine dreidimensionale Darstellung des Steckpins1 . In dieser Darstellung ist das hintere Ende der Aderendhülse durch den Crimpvorgang nicht aufgeweitet dargestellt. - Durch das Aufbringen einer Aderendhülse mit definierten Toleranzen wird eine Verwendung des Leiters
11 des Kabels10 als Hochstromkabelstecker1 möglich. Durch Verwendung, insbesondere eines RADSOK®-Kontakts der nur eine zylinderförmige metallische Kontur als Steckpartner benötigt und vergleichsweise große Toleranzen bei dem Hochstromkabelstecker1 zulässt, ist es möglich, den Hochstromkabelstecker1 als abisolierten Leiter11 mit Aderendhülse20 vorzusehen. Dadurch entfallen die im Stand der Technik verwen deten Steckerkomponenten. Durch den erfindungsgemäßen Hochstromkabelstecker1 wird eine Reduzierung des erforderlichen Bauraums, eine Minimierung des Übergangswiderstandes, eine Verbesserung der Wärmeabfuhr und eine Reduktion der Teileanzahl möglich. Dadurch wird eine höhere Leistungsfähigkeit bei geringerem Bauraum und weniger Bauteilen erreicht. - Durch die freie Zugänglichkeit der Stirnseite
12 des Leiters11 bei der Verwendung der beschriebenen Aderendhülse20 ist ein Plasmalötprozess an dieser Stirnseite12 möglich. Insbesondere lassen sich dadurch die einzelnen Litzen des Leiters11 verbinden, insbesondere auch mit der Aderendhülse20 und man erreicht dadurch die Ausbildung einer stoffschlüssigen Verbindung, welche an der Stirnseite erzeugt wird. - Die beschriebene erfindungsgemäße steckbare Hochstromleitung
1 bzw. der Hochstromkabelstecker1 ist insbesondere in einem Hochstromsteckverbinder für Anwendungen in Kraftfahrzeugen mit entsprechend großen Leitungsquerschnitten geeignet. -
- 1
- steckbare Hochstromleitung, Steckpin; Hochstromkabelstecker
- 10
- Kabel
- 11
- Leiter/Ader/Litze: z.B. Al, Cu
- 12
- vorderes bzw. steckrichtungsseitiges Leiterende; vordere Stirnfläche
- 13
- abisolierter Bereich
- 14
- Isoliermantel
- 15
- Endanschlag; steckrichtungsseitige Stirnfläche
- 17
- Hinterschnitt; Differenz Hülsenlänge zu Länge des abisolierten Bereichs
- 20
- Aderendhülse
- 22
- Aderendhülsesteckbereich (definierte Toleranzen)
- 24
- hinterer Bereich; Crimpbereich
- 26
- vordere bzw. steckrichtungsseitige Stirnfläche der Aderendhülse
- 28
- hinteres bzw. kabelseitiges Ende der Aderendhülse; hintere Stirnfläche
- 29
- Öffnung/Aufnahmeraum
- 30
- Crimpungsverformung
- 32
- aufgeweitetes Hülsenende; Tulpeneffekt
- 40
- Steckverbinder; Buchse; buchsenseitiger Steckverbinder; Kabeldose
- 42
- Steckverbindergehäuse
- 44
- Steckverbindereinsatz bzw. Buchseneinsatz
- 46
- Schiebehülse
- 48
- Gehäusekörper
- 50
- vorderes bzw. Steck-/aufnahmeseitiges Ende; vordere Stirnfläche
- 52
- hinteres Ende
- 54
- Öffnung zum Stecken
- 56
- Schlitz
- 58
- Rastmittel bzw. Rasthaken
- 60
- angeschrägte Fläche
- 62
- Haltefläche
Claims (13)
- Steckbare Hochstromleitung bzw. Hochstromkabelstecker bzw. Steckpin (
1 ), die bzw. der Folgendes aufweist: ein eine vordere Stirnfläche (12 ) aufweisendes Kabel (10 ) mit einem Leiter bzw. Ader (11 ) und einem den Leiter (11 ) umgebenden Isoliermantel (14 ); eine hohlzylinderförmige Aderendhülse (20 ) mit definierten Toleranzen; wobei der Isoliermantel (14 ) von der vorderen Stirnfläche (12 ) des Kabels (10 ) ausgehend zur Bildung eines abisolierten Bereichs (13 ) entfernt ist, und zwar auf einer Länge, die mindestens der Länge der Aderendhülse (20 ) entspricht; wobei die Aderendhülse (20 ) den Leiter (11 ) im abisolierten Bereich (13 ) umschließt. - Steckbare Hochstromleitung (
1 ) nach Anspruch 1, wobei die Aderendhülse (20 ) durch Crimpen auf dem Leiter (11 ) befestigt ist. - Steckbare Hochstromleitung (
1 ) nach Anspruch 2, wobei das Crimpen der Aderendhülse (20 ) in einem Bereich von der vorderen Stirnfläche entfernten Bereich der Aderendhülse (20 ) erfolgt. - Steckbare Hochstromleitung (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine steckrichtungsseitige Stirnfläche (26 ) der Aderendhülse (20 ) mit der vorderen Stirnfläche (12 ) des Leiters (11 ) bündig abschließt. - Steckbare Hochstromleitung (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen einer entgegengesetzt zur Steckrichtungseitigen Stirnfläche (26 ) vorgesehenen kabelseitigen Stirnfläche (28 ) der Aderendhülse (20 ) und einer steckrichtungsseitigen Stirnfläche (15 ) des Isoliermantels (14 ) ein Hinterschnitt (17 ) zur Aufnahme von Rastmitteln (58 ) vorgesehen ist. - Steckbare Hochstromleitung (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Leiter (11 ) als Litze ausgebildet ist. - Steckbare Hochstromleitung (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das vordere Ende (12 ) des Leiters (11 ) durch einen Plasmalötprozess verlötet ist. - Steckbare Hochstromleitung (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die kabelseitige Stirnfläche (28 ) der Aderendhülse (20 ) eine Rastfläche zum Verrasten des Hochstromsteckers (1 ) an einem buchsenseitigen Steckverbinder (40 ) bildet. - Steckbare Hochstromleitung (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Crimpung ein radial aufgeweitetes Hülsenende (32 ) gebildet wird, auch als Tulpeneffekt bezeichnet. - Steckbare Hochstromleitung (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Crimpung außerhalb bzw. weitgehend außerhalb eines Bereichs liegt, in dem zwischen Steckgin (1 ) und buchsenseitigen Steckverbinder (40 ) in einer eingesteckten Anordnung elektrischer Kontakt hergestellt wird. - Steckbare Hochstromleitung (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Crimpungsverformung (30 ) in einem Bereich der Aderendhülse (20 ), der bei der eingesteckten Anordnung bzw. Steckung des Steckpins in die Buchse (40 ) am Beginn eines Buchseneinsatzes (44 ) liegt. - Steckbare Hochstromleitung (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Aderendhülse geeignete Maße zur Verwendung in einem RADSOK-Kontakt als Buchse aufweist. - Steckverbinder (
40 ) bestehend aus einem Steckverbindergehäuse (42 ) mit einem Buchsenverbindereinsatz (44 ), wobei das Steckverbindergehäuse (42 ) einen Gehäusekörper (48 ) und eine Schiebehülse (46 ) aufweist, die sich zwischen einer entriegelten und einer Verriegelungsposition verschieben lässt; wobei der Gehäusekörper (48 ) eine an einem steckerseitigen bzw. vorderen Ende (50 ) gelegene Stecköffnung (54 ) zur Aufnahme des Steckpins (1 ), mindestens einen Schlitz (56 ) sowie Rastmittel (58 ) aufweist, wobei die Rastmittel (58 ) in der Verriegelungsposition der Schiebehülse (56 ) den Steckgin (1 ) im Steckverbinder (40 ) verrasten.
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