DE102016105311A1 - Steckverbinderteil mit einem gekühlten Kontaktelement - Google Patents
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Abstract
Ein Steckverbinderteil (3) zum Verbinden mit einem Gegensteckverbinderteil (40) umfasst zumindest ein Kontaktelement (32) zum elektrischen Kontaktieren mit einem zugeordneten Gegenkontaktelement (400) des Gegensteckverbinderteils (40) und einen Kontakthalter (31), an dem das zumindest eine Kontaktelement (32) gehalten ist. Dabei ist vorgesehen, dass der Kontakthalter (31) einen Grundkörper (35) und einen den Grundkörper (35) zumindest teilweise einhüllenden Isoliermantel (36) aus einem elektrisch isolierenden Material aufweist, wobei der Grundkörper (35) zumindest einen Kanal (358) zum Durchströmen mit einem Kühlmittel aufweist. Auf diese Weise wird ein Steckverbinderteil mit einem Kontaktelement zur Verfügung gestellt, das eine große Stromtragfähigkeit beispielsweise zur Verwendung in einem Ladesystem zum Aufladen eines Elektrofahrzeugs aufweisen kann.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Steckverbinderteil zum Verbinden mit einem Gegensteckverbinderteil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Ein derartiges Steckverbinderteil umfasst zumindest ein Kontaktelement zum elektrischen Kontaktieren mit einem zugeordneten Gegenkontaktelement des Gegensteckverbinderteils und einen Kontakthalter, an dem das zumindest eine Kontaktelement gehalten ist.
- Über einen Kontakthalter können ein oder mehrere Kontaktelemente beispielsweise in einem Gehäuse des Steckverbinderteils gehalten und ortsfest positioniert sein, sodass die Kontaktelemente ein Steckgesicht an einem Steckabschnitt des Steckverbinderteils ausbilden. Der Kontakthalter mit den daran angeordneten Kontaktelementen bildet hierbei eine Baugruppe aus, die in vormontierter Weise an das Gehäuse des Steckverbinderteils angesetzt werden kann, sodass sich die Montage der Kontaktelemente in dem Gehäuse erleichtert.
- Ein solches Steckverbinderteil kann insbesondere als Ladestecker oder als Ladebuchse zum Aufladen eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs (auch bezeichnet als Elektrofahrzeug) Verwendung finden. In diesem Fall ist beispielsweise ein Kabel einerseits an eine Ladestation angeschlossen und trägt andererseits das Steckverbinderteil in Form eines Ladesteckers, der in ein zugeordnetes Gegensteckverbinderteil in Form einer Ladebuchse an einem Fahrzeug eingesteckt werden kann, um auf diese Weise eine elektrische Verbindung zwischen der Ladestation und dem Fahrzeug herzustellen.
- Ladeströme können grundsätzlich als Gleichströme oder als Wechselströme übertragen werden, wobei insbesondere Ladeströme in Form von Gleichstrom eine große Stromstärke, beispielsweise größer als 200 A oder sogar größer als 300 A oder gar 350 A, aufweisen und zu einer Erwärmung des Kabels genauso wie eines mit dem Kabel verbundenen Steckverbinderteils führen können.
- Ein aus der
DE 10 2010 007 975 B4 bekanntes Ladekabel weist eine Kühlmittelleitung auf, die eine Zuleitung und eine Rückleitung für ein Kühlmittel umfasst und somit einen Kühlmittelfluss hin und zurück in dem Ladekabel ermöglicht. Die Kühlmittelleitung derDE 10 2010 007 975 B4 dient hierbei zum einen zum Abführen von an einem Energiespeicher eines Fahrzeugs entstehender Verlustwärme, zudem aber auch zum Kühlen des Kabels an sich. - Bei einem Ladesystem zum Aufladen eines Elektrofahrzeugs entsteht Wärme nicht nur an dem Kabel, mit dem ein Ladestecker beispielsweise mit einer Ladestation verbunden ist, sondern auch an dem Ladestecker und insbesondere innerhalb des Ladesteckers beispielsweise an Kontaktelementen, über die ein elektrischer Kontakt mit zugeordneten Gegenkontaktelementen beispielsweise auf Seiten einer Ladebuchse an einem Elektrofahrzeug hergestellt wird, wenn der Ladestecker in die Ladebuchse eingesteckt ist. Solche Kontaktelemente, die aus einem elektrisch leitfähigen Metallmaterial, beispielsweise aus einem Kupferwerkstoff, gefertigt sind, erwärmen sich, wenn ein Ladestrom über die Kontaktelemente fließt, wobei grundsätzlich die Kontaktelemente in Abhängigkeit von dem zu übertragenden Ladestroms so zu dimensionieren sind, dass die Kontaktelemente eine hinreichende Stromtragfähigkeit aufweisen und eine Erwärmung an den Kontaktelementen begrenzt ist. Hierbei gilt, dass ein Kontaktelement umso größer zu dimensionieren ist, je größer der zu übertragende Ladestrom ist.
- Einer Skalierung der Kontaktelementgröße mit steigendem Ladestrom sind jedoch aufgrund des damit einhergehenden Bauraumbedarfs, des Gewichts und der Kosten Grenzen gesetzt. Es besteht daher ein Bedürfnis danach, einen großen Ladestrom mit einem vergleichsweise klein dimensionierten Kontaktelement zu übertragen.
- Bei einem aus der
WO 2015/119791 A1 - Bei einem aus der
US 8,835,782 bekannten Kontaktelement sind Kühlrippen an einem Schaft des Kontaktelements angeordnet. - Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Steckverbinderteil mit einem Kontaktelement zur Verfügung zu stellen, das eine große Stromtragfähigkeit beispielsweise zur Verwendung in einem Ladesystem zum Aufladen eines Elektrofahrzeugs aufweisen kann.
- Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
- Demnach weist der Kontakthalter einen Grundkörper und einen den Grundkörper zumindest teilweise einhüllenden Isoliermantel aus einem elektrisch isolierenden Material auf, wobei der Grundkörper zumindest einen Kanal zum Durchströmen mit einem Kühlmittel aufweist.
- Demgemäß dient der Kontakthalter zum einen zum Halten und Positionieren eines oder mehrerer Kontaktelemente zum Beispiel in einem Gehäuse des Steckverbinderteils. Beispielsweise können an dem Kontakthalter zwei Kontaktelemente in Form von sogenannten Lastkontakten zum Übertragen eines Gleichstroms gehalten sein. Ein zusätzliches Kontaktelement kann einen sogenannten PE-Kontakt zum Kontaktieren mit einem Nullleiter ausbilden. Weitere Kontaktelemente können vorgesehen sein, die als Signalkontakte zum Übertragen von Steuersignalen dienen.
- Über die Funktion des mechanischen Positionierens der Kontaktelemente hinaus dient der Kontakthalter zum anderen auch zum Kühlen insbesondere solcher Kontaktelemente, die im Betrieb große Ströme führen und an denen es folglich zu einer Erwärmung im Betrieb kommen kann. Hierzu ist in dem Grundkörper des Kontakthalters zumindest ein Kanal ausgebildet, der mit einem Kühlmittel, beispielsweise einem flüssigen Kühlmittel (zum Beispiel Wasser) oder einem gasförmigen Kühlmittel (zum Beispiel Luft), durchströmt werden kann, sodass an dem Grundkörper Wärme aufgenommen und von dem Grundkörper abtransportiert werden kann.
- Der Grundkörper ist vorzugsweise aus einem gut wärmeleitfähigen Material ausgebildet. Beispielsweise kann der Grundkörper aus einem Metallmaterial, beispielsweise Aluminium, zum Beispiel als Aluminiumdruckgussteil, gefertigt sein. Über den Grundkörper kann somit Wärme weg von den daran angeordneten Kontaktelementen geleitet und auf das den Kanal durchströmende Kühlmittel übertragen werden, sodass über das Kühlmittel Wärme von dem Kontakthalter abtransportiert werden kann.
- Der Grundkörper bildet beispielsweise eine oder mehrere Befestigungsstellen aus, an die ein oder mehrere Kontaktelemente mechanisch fest angesetzt werden können. Der beispielsweise aus Metall gefertigte Grundkörper weist hierbei eine hinreichende mechanische Stabilität auf, sodass die Kontaktelemente fest und zuverlässig über die durch den Grundkörper geschaffene Struktur an dem Kontakthalter gehalten sind.
- Um hierbei eine elektrische Isolierung der Kontaktelemente gegenüber dem Grundkörper zu schaffen, ist der Grundkörper insbesondere im Bereich seiner Befestigungsstellen durch den Isoliermantel eingehüllt, sodass die Kontaktelemente nicht unmittelbar elektrisch leitend an dem Grundkörper anliegen, sondern die Kontaktelemente über den Isoliermantel gegenüber dem Grundkörper elektrisch isoliert sind. Sind beispielsweise zwei Kontaktelemente an dem Kontakthalter angeordnet, die Lastkontakte zum Übertragen eines Gleichstroms ausbilden, so sind diese Lastkontakte jeweils über den Isoliermantel gegenüber dem Grundkörper elektrisch isoliert, sodass die Kontaktelemente nicht über den Grundkörper miteinander kurzgeschlossen werden.
- Während Lastkontakte gegenüber dem aus Metall gefertigten Grundkörper elektrisch zu isolieren sind, ist ein Kontaktelement, das zum Anschließen eines Nullleiters dient, vorzugsweise elektrisch mit dem Grundkörper kontaktiert. Dieser sogenannte PE-Kontakt ist somit unmittelbar an eine an dem Grundkörper ausgebildete Befestigungsstelle angesetzt, ohne dass der Isoliermantel den PE-Kontakt gegenüber dem Grundkörper elektrisch isoliert. Dies hat den Vorteil, dass bei einer Beschädigung der Isolierung eines Lastkontakts gegenüber dem Grundkörper eine sichere Erdung über den PE-Kontakt erfolgt. Eine Beschädigung in der Isolierung eines Lastkontakts kann in diesem Fall zudem über eine Fehlerstromprüfung vor Beginn eines Ladevorgangs erkannt werden, sodass ein Ladevorgang gegebenenfalls gar nicht erst gestartet oder bei Auftreten einer Beschädigung unterbrochen wird.
- Der Isoliermantel ist vorzugsweise aus einem elektrisch isolierenden Kunststoff, beispielsweise PVC oder PA66, gefertigt. Beispielsweise kann der Grundkörper zur Ausbildung des Isoliermantels zumindest teilweise mit Kunststoff umspritzt sein, sodass der Grundkörper zumindest abschnittsweise durch den Isoliermantel bedeckt ist und somit eine bereichsweise elektrische Isolierung des Grundkörpers bereitgestellt wird.
- Der Isoliermantel ist vorzugsweise aus einem Kunststoff gefertigt, der eine große Spannungsfestigkeit bereitstellen kann. Beispielsweise kann ein Kunststoffmaterial verwendet werden, das eine Spannungsfestigkeit in einem Bereich zwischen 10 kV/mm und 15 kV/mm bereitstellt. Dies ermöglicht, mit einer Wandungsstärke von zum Beispiel einigen Zehntel Millimetern eine hinreichende Isolierung der die Lastkontakte ausbildenden Kontaktelemente gegenüber dem Grundkörper zu erreichen.
- Über seine isolierende Funktion hinaus kann der Isoliermantel auch eine mechanisch tragende Funktion aufweisen. So kann der Isoliermantel beispielsweise im Bereich einer Befestigungsstelle zum Befestigen eines Kontaktelements eine Einsetzbuchse ausbilden, in die das zumindest eine Kontaktelement mit einem mit einer Lastleitung zu verbindenden Schaftabschnitt eingesetzt ist. Der Schaftabschnitt kann somit in die Einsetzbuchse hineinragen. Mit dem Schaftabschnitt wird die Lastleitung zur elektrischen Kontaktierung beispielsweise verkrimpt, wobei die Krimpstelle innerhalb der Einsetzbuchse aufgenommen sein kann.
- Der Grundkörper bildet einen Kanal aus, der im Betrieb durch ein Kühlmittel durchströmt wird, sodass Wärme an dem Grundkörper aufgenommen und von dem Grundkörper abgeleitet werden kann. In einer Ausgestaltung kann der Grundkörper beispielsweise zwei Anschlüsse aufweisen, über die ein Kühlmittel einerseits in den Kanal eingeleitet und andererseits aus dem Kanal wieder herausgeleitet werden kann. Über an die Anschlüsse angeschlossene Kühlmittelleitungen wird somit ein Kühlmittelkreislauf durch den Grundkörper bereitgestellt, über den Wärme von dem Steckverbinderteil abtransportiert werden kann.
- Die Kühlmittelleitungen sind vorzugsweise in einem mit dem Steckverbinderteil verbundenen Kabel verlegt, in dem auch ein oder mehrere Lastleitungen zur elektrischen Bestromung der Kontaktelemente des Steckverbinderteils aufgenommen sind.
- Denkbar und möglich ist auch, in dem Kühlkörper mehr als ein Kanal vorzusehen, sodass innerhalb des Grundkörpers unterschiedliche Strömungswege geschaffen werden, über die Wärme an dem Grundkörper aufgenommen werden kann. In diesem Zusammenhang ist auch denkbar, an dem Grundkörper mehr als zwei Anschlüsse vorzusehen, sodass beispielsweise auch mehr als zwei Kühlmittelleitungen an den Grundkörper angeschlossen werden können.
- In alternativer Ausgestaltung ist auch denkbar und möglich, an dem Grundkörper lediglich einen Anschluss zum Anschließen einer Kühlmittelleitung vorzusehen. In diesem Fall kann beispielsweise ein gasförmiges Fluid über den einen Anschluss in den Kanal hinein strömen und wird an anderer Stelle aus dem Kanal ausgelassen, ohne über eine Kühlmittelleitung zurück geführt zu werden.
- Ein Steckverbinderteil der hier beschriebenen Art ist beispielsweise als Ladestecker oder Ladebuchse im Rahmen eines Ladesystems zum Aufladen eines Elektrofahrzeugs einsetzbar. Ein solches Steckverbinderteil kann beispielsweise an einem Ladekabel angeordnet und über das Ladekabel mit einer Ladestation verbunden sein. Ein Ladestecker dieser Art kann beispielsweise in eine Ladebuchse auf Seiten eines Elektrofahrzeugs eingesteckt werden, um Ladeströme zwischen der Ladestation und dem Elektrofahrzeug zu übertragen.
- Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke soll nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:
-
1 eine Ansicht eines Ladesystems zum Aufladen eines Elektrofahrzeugs; -
2 eine Ansicht eines Steckverbinderteils in Form eines Ladesteckers; -
3 eine Ansicht einer Baugruppe des Steckverbinderteils, mit einem Kontakthalter und Steckabschnitten des Steckverbinderteils; -
4 eine gesonderte Ansicht der Baugruppe des Kontakthalters; -
5A eine Ansicht eines Grundkörpers des Kontakthalters; -
5B die Ansicht des Grundkörpers mit einem daran angeordneten Isoliermantel; -
6A eine rückseitige Ansicht des Grundkörpers; -
6B die rückseitige Ansicht des Grundkörpers mit dem daran angeordneten Isoliermantel; -
7A eine Seitenansicht des Grundkörpers; -
7B die Seitenansicht des Grundkörpers mit dem daran angeordneten Isoliermantel; -
8A eine perspektivische Ansicht des Grundkörpers; -
8B die perspektivische Ansicht des Grundkörpers mit dem daran angeordneten Isoliermantel; -
9A eine Vorderansicht des Grundkörpers; -
9B die Vorderansicht des Grundkörpers mit dem daran angeordneten Isoliermantel; und -
10 eine Schnittansicht entlang der Linie A-A gemäß9B . -
1 zeigt eine Ladestation1 , die zum Aufladen eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs4 , auch bezeichnet als Elektrofahrzeug, dient. Die Ladestation1 ist dazu ausgestaltet, einen Ladestrom in Form eines Wechselstroms oder eines Gleichstroms zur Verfügung zu stellen und weist ein Kabel2 auf, das mit einem Ende201 mit der Ladestation1 und mit einem anderen Ende200 mit einem Steckverbinderteil3 in Form eines Ladesteckers verbunden ist. - Wie aus der vergrößerten Ansicht gemäß
2 ersichtlich, weist das Steckverbinderteil3 an einem Gehäuse30 Steckabschnitte300 ,301 auf, mit denen das Steckverbinderteil3 steckend mit einem zugeordneten Gegensteckverbinderteil40 in Form einer Ladebuchse an dem Fahrzeug4 in Eingriff gebracht werden kann. Auf diese Weise kann die Ladestation1 elektrisch mit dem Fahrzeug4 verbunden werden, um Ladeströme von der Ladestation1 hin zu dem Fahrzeug4 zu übertragen. - Um ein zügiges Aufladen des Elektrofahrzeugs
4 z.B. im Rahmen eines sogenannten Schnellladevorgangs zu ermöglichen, weisen die übertragenen Ladeströme eine große Stromstärke, z.B. größer als 200 A, gegebenenfalls sogar in der Größenordnung von 350 A oder darüber, auf. Aufgrund solch hoher Ladeströme kommt es an dem Kabel2 und auch am Steckverbinderteil3 sowie der Ladebuchse40 zu thermischen Verluste, die zu einem Erwärmen des Kabels2 , des Steckverbinderteils3 und der Ladebuchse40 führen können. - Das Steckverbinderteil
3 weist, an seinen Steckabschnitten300 ,301 , eine Mehrzahl von Kontaktelementen auf. Beispielsweise können an dem Steckabschnitt301 zwei Kontaktelemente zum Übertragen eines Ladestroms in Form eines Gleichstroms angeordnet sein, während an dem Steckabschnitt300 Kontaktelemente zur Bereitstellung eines erdenden PE-Kontakts und von Signalkontakten zum Übertragen von Steuersignalen angeordnet sein können. -
3 bis10 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Baugruppe des Steckverbinderteils3 , über die Kontaktelemente32 ,33 ,34 innerhalb des Gehäuses30 des Steckverbinderteils3 positioniert sind, sodass die Kontaktelemente32 ,33 ,34 in die Steckabschnitte300 ,301 hineinragen und, bei Einstecken des Steckverbinderteils3 in das zugeordnete Gegensteckverbinderteil40 in Form der Ladebuchse, mit zugeordneten Gegenkontaktelementen400 aufseiten des Gegensteckverbinderteils40 elektrisch kontaktieren können (siehe die in1 schematisch dargestellten Gegenkontaktelemente400 ). - Die Steckabschnitte
300 ,301 sind, wie in3 dargestellt, an einem Gehäuseteil302 ausgebildet. An das Gehäuseteil302 ist ein Kontakthalter31 angesetzt, an dem, wie in4 dargestellt, die Kontaktelemente32 ,33 ,34 gehalten und somit innerhalb der Steckabschnitte300 ,301 positioniert sind. - Der Kontakthalter
31 dient einerseits zum mechanischen Halten der Kontaktelemente32 ,33 ,34 innerhalb des Gehäuses30 des Steckverbinderteils3 . Zum anderen weist der Kontakthalter31 eine kühlende Funktion auf, um Wärme insbesondere an den Lastkontakte ausbildenden Kontaktelementen32 , die mit Kontaktabschnitten320 in Form von Kontaktbuchsen innerhalb des unteren Steckabschnitts301 zu liegen kommen und die zum Übertragen eines Ladestroms in Form eines Gleichstroms dienen, aufzunehmen und abzuleiten, sodass eine Kühlung an den Kontaktelementen32 bereitgestellt wird. - Wie aus den Ansichten gemäß
5A ,5B bis9A ,9B ersichtlich, ist der Kontakthalter31 durch einen die tragende Struktur des Kontakthalters31 vorgebenden Grundkörper35 und einen den Grundkörper35 zumindest teilweise einhüllenden Isoliermantel36 ausgebildet. - Der Grundkörper
35 (für sich dargestellt in5A –9A ) ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem Metallmaterial, beispielsweise als Aluminiumdruckgussteil, gefertigt und ist gut wärmeleitfähig. - Der Isoliermantel
36 wird beispielsweise durch Umspritzen des Grundkörpers35 mit einem Kunststoffmaterial gebildet. Der Isoliermantel36 hüllt den Grundkörper35 teilweise ein, insbesondere in solchen Bereichen, in denen eine elektrische Isolierung des Grundkörpers35 beispielsweise gegenüber daran angeordneten Kontaktelementen32 bereitgestellt werden soll. - An dem Grundkörper
35 sind zwei benachbarte Befestigungsstellen350 ausgebildet, die zur Aufnahme der die Lastkontakte ausbildenden Kontaktelemente32 dienen und eine mechanisch feste Befestigung der Kontaktelemente32 an dem Kontakthalter31 ermöglichen. - An dem Grundkörper
35 ist zudem eine Befestigungsstelle354 zum Aufnehmen eines einen sogenannten PE-Kontakt ausbildenden Kontaktelements33 ausgebildet. - Sowohl die Kontaktelemente
32 als auch das Kontaktelement33 können derart an die jeweils zugeordneten Befestigungsstellen350 ,354 angesetzt werden, dass die Kontaktelemente32 ,33 jeweils eine durch eine Rippe gebildete Befestigungsstelle350 ,354 zwischen zwei axial zueinander beabstandeten Bünden321 ,322 ,330 ,331 aufnehmen und somit die Kontaktelemente32 ,33 insbesondere axial an dem Kontakthalter31 gehalten sind. - Während die Befestigungsstellen
350 für die Kontaktelemente32 durch eine durch den Isoliermantel36 gebildete Ummantelung360 umhüllt sind, liegt die Befestigungsstelle354 frei. Sind die die Lastkontakte ausbildenden Kontaktelemente32 somit an den Kontakthalter31 angesetzt, so sind die Kontaktelemente32 durch die Ummantelung360 gegenüber dem Grundkörper35 elektrisch isoliert. Das den PE-Kontakt ausbildende Kontaktelement33 liegt demgegenüber unmittelbar an dem Grundkörper35 an und ist somit elektrisch mit dem Grundkörper35 kontaktiert. - Die elektrische Isolierung zwischen den Kontaktelementen
32 und dem Grundkörper35 ist notwendig, damit über den Grundkörper35 kein elektrischer Kurzschluss zwischen den Kontaktelementen32 , über die im Ladebetrieb Ladeströme übertragen werden, geschaffen wird. Die durch die Ummantelung360 des Isoliermantels36 bereitgestellte Isolierung ist hierbei hinreichend spannungsfest (mit einer Durchschlagsfestigkeit >> 1000 V), beispielsweise indem der Isoliermantel36 aus einem Kunststoff, zum Beispiel PVC oder PA66, mit einer Spannungsfestigkeit zwischen 10 kV/mm und 15 kV/mm gefertigt ist. Eine Ummantelung360 mit einer Wandungsstärke von einigen Zehntel Millimetern ist somit bereits ausreichend, um den Grundkörper35 im Bereich der Befestigungsstellen350 gegenüber den die Lastkontakte ausbildenden Kontaktelementen32 elektrisch zu isolieren. - Durch die Ummantelung
360 an den Befestigungsstellen350 wird zudem, wie z.B. aus5B ersichtlich, ein Umgriff für die Kontaktelemente32 geschaffen, der einen Winkel größer als 180° umschreibt. Bei Ansetzen an die Befestigungsstellen350 gelangen die Kontaktelemente32 somit formschlüssig in Verbindung mit dem Kontakthalter31 und sind demzufolge formschlüssig an dem Kontakthalter31 gehalten. - Dadurch, dass das den PE-Kontakt ausbildende Kontaktelement
33 nicht gegenüber dem Grundkörper35 elektrisch isoliert ist, wird der Grundkörper35 in die elektrische Erdung mit einbezogen. Kommt es somit zu einer Beschädigung der Ummantelung360 an einer der Befestigungsstellen350 und demzufolge zu einer Beeinträchtigung der elektrischen Isolierung eines der Kontaktelemente32 gegenüber dem Grundkörper35 , kann dies durch eine Fehlerstromprüfung aufseiten der Ladestation1 erkannt werden, sodass ein Ladevorgang gar nicht erst gestartet oder, bei bereits begonnenem Ladevorgang, wieder unterbrochen werden kann. - Mit dem den PE-Kontakt verwirklichenden Kontaktelement
33 ist ein in dem Ladekabel2 erstreckter Nullleiter24 verbunden, sodass das Kontaktelement33 über den Nullleiter24 geerdet ist. - Von den Befestigungsstellen
350 an dem Grundkörper35 stehen Halbzylinderabschnitte351 vor, an die Einsetzbuchsen361 des Isoliermantels36 anschließen. In die Einsetzbuchsen361 sind die Kontaktelemente32 mit Schaftabschnitten323 eingesetzt, sodass Krimpstellen, über die Lastleitungen23 an die Schaftabschnitte323 der Kontaktelemente32 angeschlossen sind, innerhalb der Einsetzbuchsen361 aufgenommen sind. - An dem Kontakthalter
31 sind des Weiteren Kontaktelemente34 angeordnet, die Signalkontakte zum Übertragen von Steuersignalen verwirklichen. Zum Befestigen dieser Kontaktelemente34 an dem Kontakthalter31 bildet der Isoliermantel36 Befestigungsstellen356 aus (siehe insbesondere6B ), über die die Signalkontakte34 an dem Kontakthalter31 gehalten sind. - Das den PE-Kontakt verwirklichende Kontaktelement
33 und die die Signalkontakte verwirklichenden Kontaktelemente34 sind in dem oberen Steckabschnitt300 angeordnet und kommen, bei Einstecken des Steckverbinderteils3 in das Gegensteckverbinderteil40 , mit zugeordneten Gegenkontaktelementen400 aufseiten des Gegensteckverbinderteils40 in Verbindung. - Wie beispielsweise aus
8B ersichtlich, bildet der Isoliermantel36 zudem ein Befestigungselement362 in Form einer Rasteinrichtung aus, über die der Kontakthalter31 beispielsweise innerhalb des Gehäuses30 festgelegt werden kann. - Der Kontakthalter
31 bildet einerseits eine tragende Struktur zum Positionieren der Kontaktelemente32 ,33 ,34 aus. Zudem dient er, wie gesagt, auch zur Kühlung insbesondere der die Lastkontakte ausbildenden Kontaktelemente32 . Hierzu ist an dem Grundkörper35 ein (quaderförmiger) Körperabschnitt355 ausgebildet, in den ein Kanal358 eingeformt ist. Der Kanal358 steht in Strömungsverbindung mit Anschlüssen352 ,353 in Form von an dem Grundkörper35 ausgebildeten Ansetzstutzen, an die jeweils eine Kühlmittelleitung21 ,22 angeschlossen werden kann, sodass über die Kühlmittelleitungen21 ,22 ein Kühlmittel in den Kanal358 eingeleitet und auch wieder aus dem Kanal358 abgeleitet werden kann. - Wie aus der Schnittansicht gemäß
10 ersichtlich, erstreckt sich der Kanal358 quer in dem Körperabschnitt355 . Der Kanal358 ist beispielsweise in Form eines Sacklochs in den als Aluminiumdruckgussteil gefertigten Grundkörper35 eingebracht und nach außen hin über ein Schließelement357 in Form eines Schraubelements verschlossen. Dadurch, dass der Kanal358 in Strömungsverbindung mit den Anschlüssen352 ,353 steht, kann ein Kühlmittel (zum Beispiel ein flüssiges Kühlmittel (Wasser) oder ein gasförmiges Kühlmittel (Luft)) in eine Flussrichtung F1 in den Kanal358 einströmen und in eine Flussrichtung F2 wieder aus dem Kanal358 ausströmen. - Wie schematisch in
2 dargestellt, sind die Kühlmittelleitungen21 ,22 innerhalb des Ladekabels2 verlegt und erstrecken sich zwischen der Ladestation1 und dem Steckverbinderteil3 . Innerhalb des Steckverbinderteils3 sind die Kühlmittelleitungen21 ,22 , wie zum Beispiel in3 und10 dargestellt, an die Anschlüsse352 ,353 des Grundkörpers35 angeschlossen, der eine Umlenkung für das Kühlmittel schafft und somit ein über eine Kühlmittelleitung21 zugeführtes Kühlmittel umlenkt und zurück durch die andere Kühlmittelleitung22 leitet. - Dadurch, dass die Ummantelung
360 des Isoliermantels36 im Bereich der Befestigungsstellen350 dünnwandig ausgebildet sein kann, kann Wärme in effektiver Weise an den Kontaktelementen32 aufgenommen, über den aus einem gut wärmeleitfähigen Material gefertigten Grundkörper35 geleitet und über das den Kanal358 durchströmende Kühlmittel abgeführt werden. Mittels des Kontakthalters31 wird somit eine effektive Kühlung an den die Lastkontakte verwirklichenden Kontaktelementen32 bereitgestellt, mittels derer eine übermäßige Erwärmung an den Kontaktelementen32 verhindert werden kann. - Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke ist nicht auf die vorangehend geschilderten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern lässt sich grundsätzlich auch bei gänzlich andersgearteten Ausführungsformen verwirklichen.
- Über den Kontakthalter werden ein oder mehrere Kontaktelemente an dem Steckverbinderteil gehalten. Über den Kontakthalter wird hierbei zum einen eine Positionierung innerhalb eines Gehäuses des Steckverbinderteils ermöglicht. Zum anderen wird eine Kühlung für zumindest einige der Kontaktelemente bereitgestellt.
- In dem Grundkörper des Kontakthalters können hierbei mehrere unterschiedliche Strömungskanäle ausgebildet sein, sodass ein Kühlmittel entlang unterschiedlicher Strömungswege durch den Grundkörper strömen kann. Auf diese Weise können zu kühlende Kontaktelemente in naher Lagebeziehung durch Kühlmittel umströmt werden, sodass Wärme in effektiver Weise an den Kontaktelementen aufgenommen werden kann.
- Bezugszeichenliste
-
- 1
- Ladestation
- 2
- Ladekabel
- 200, 201
- Ende
- 21, 22
- Kühlmittelleitung
- 23
- Lastleitung
- 24
- Nullleiter
- 3
- Ladestecker
- 30
- Gehäuse
- 300, 301
- Steckabschnitt
- 302
- Gehäuseteil
- 31
- Kontakthalter
- 32
- Kontaktelement (Lastkontakt)
- 320
- Kontaktabschnitt (Buchse)
- 321, 322
- Bund
- 323
- Schaftabschnitt
- 33
- PE-Kontakt
- 330, 331
- Bund
- 34
- Signalkontakt
- 35
- Grundkörper
- 350
- Befestigungsstelle
- 351
- Halbzylinderabschnitt
- 352, 353
- Anschluss (Ansetzstutzen)
- 354
- Ansetzstelle
- 355
- Körperabschnitt
- 356
- Befestigungsstelle
- 357
- Schließelement
- 358
- Kanal
- 36
- Isoliermantel
- 360
- Ummantelung
- 361
- Einsetzbuchse
- 362
- Befestigungselement
- 4
- Fahrzeug
- 40
- Ladebuchse
- 400
- Gegenkontaktelement
- F1, F2
- Flussrichtung
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Claims (9)
- Steckverbinderteil (
3 ) zum Verbinden mit einem Gegensteckverbinderteil (40 ), mit – zumindest einem Kontaktelement (32 ) zum elektrischen Kontaktieren mit einem zugeordneten Gegenkontaktelement (400 ) des Gegensteckverbinderteils (40 ) und – einem Kontakthalter (31 ), an dem das zumindest eine Kontaktelement (32 ) gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontakthalter (31 ) einen Grundkörper (35 ) und einen den Grundkörper (35 ) zumindest teilweise einhüllenden Isoliermantel (36 ) aus einem elektrisch isolierenden Material aufweist, wobei der Grundkörper (35 ) zumindest einen Kanal (358 ) zum Durchströmen mit einem Kühlmittel aufweist. - Steckverbinderteil (
3 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (35 ) aus einem wärmeleitfähigen Material, insbesondere einem Metallmaterial, beispielsweise Aluminium, gefertigt ist. - Steckverbinderteil (
3 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (35 ) zumindest eine Befestigungsstelle (350 ) für das zumindest eine Kontaktelement (32 ) ausbildet, im Bereich derer der Isoliermantel (36 ) den Grundkörper (35 ) einhüllt, sodass das an dem Kontakthalter (31 ) angeordnete, zumindest eine Kontaktelement (32 ) elektrisch gegenüber dem Grundkörper (35 ) isoliert ist. - Steckverbinderteil (
3 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein zum Anschließen eines Nullleiters (23 ) dienendes Kontaktelement (33 ) elektrisch mit dem Grundkörper (35 ) kontaktiert ist. - Steckverbinderteil (
3 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Isoliermantel (36 ) aus Kunststoff gefertigt ist. - Steckverbinderteil (
3 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (35 ) zur Ausbildung des Isoliermantels (36 ) zumindest teilweise mit Kunststoff umspritzt ist. - Steckverbinderteil (
3 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Isoliermantel (36 ) zumindest eine Einsetzbuchse (361 ) ausbildet, in die das zumindest eine Kontaktelement (32 ) mit einem mit einer Lastleitung (23 ) zu verbindenden Schaftabschnitt (323 ) eingesetzt ist. - Steckverbinderteil (
3 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (35 ) zumindest einen mit dem Kanal (358 ) in Strömungsverbindung stehenden Anschluss (325 ) zum Anschließen einer Kühlmittelleitung (21 ,22 ) an den Kontakthalter (31 ) aufweist. - Steckverbinderteil (
3 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (35 ) einen ersten Anschluss (352 ) zum Anschließen einer ersten Kühlmittelleitung (21 ) und einen zweiten Anschluss (353 ) zum Anschließen einer zweiten Kühlmittelleitung (22 ) aufweist, sodass ein Kühlmittel über den ersten Anschluss (352 ) in den Kanal (358 ) hineinleibar und über den zweiten Anschluss (353 ) aus dem Kanal (358 ) herausleitbar ist.
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