DE102018123609B3

DE102018123609B3 - Temperaturmesseinrichtung, Steckverbinder, Herstellungsverfahren sowie Temperaturmessverfahren

Info

Publication number: DE102018123609B3
Application number: DE102018123609.3A
Authority: DE
Inventors: Stephan Schafferhans; Uros Livk; Dennis Füß
Original assignee: Lisa Draexlmaier GmbH
Current assignee: Lisa Draexlmaier GmbH
Priority date: 2018-09-25
Filing date: 2018-09-25
Publication date: 2020-03-05
Anticipated expiration: 2038-09-26

Abstract

Vorgestellt wird eine Temperaturmesseinrichtung (110) zum Messen einer Temperatur an einem Kontaktteil (108) in einem Steckverbinder (100) für ein Fahrzeug (1000), aufweisend eine Leiterplatte (112), zumindest eine Sensoreinheit (114), die auf der Leiterplatte (112) angeordnet ist, wobei die Sensoreinheit (114) zumindest einen Sensorträger (120) aus einem elektrisch isolierenden und thermisch leitendem Material, welche einen ersten Schenkel (124) und einen zweiten Schenkel (126) ausformt, sowie einen Temperatursensor (122) aufweist, wobei der Temperatursensor (122) ausgebildet ist, eine Temperatur des Sensorträgers (120) zu erfassen und als Sensorsignal bereitzustellen. Weiterhin umfasst die Temperaturmesseinrichtung (110) ein Verriegelungselement (116), welches von einer Verriegelungsposition (128) in eine Entriegelungsposition (130) und umgekehrt bewegbar ist, und ein Federelement (118), welches mit dem Verriegelungselement (116) verbunden ist, und ausgebildet ist, in der Verriegelungsposition (128) des Verriegelungselements (116) den zweiten Schenkel (126) des Sensorträgers (120) in Richtung des Kontaktteils (108) des Steckverbinders (100) zu drücken, um einen thermischen Kontakt zwischen dem zweiten Schenkel (126) des Sensorträgers (120) und dem Kontaktteil (108) herzustellen. Weiterhin werden vorgestellt ein entsprechender Steckverbinder (100), die entsprechenden Herstellungsverfahren sowie ein entsprechendes Temperaturmessverfahren.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Temperaturmesseinrichtung zum Messen einer Temperatur an einem Kontaktteil in einem Steckverbinder für ein Fahrzeug, einen Steckverbinder für ein Fahrzeug mit einer solchen Temperaturmesseinrichtung, ein Herstellungsverfahren für eine Temperaturmesseinrichtung zum Messen einer Temperatur eines Kontaktteils in einem Steckverbinder für ein Fahrzeug, ein Herstellungsverfahren für einen Steckverbinder für ein Fahrzeug sowie ein Temperaturmessverfahren zum Messen einer Temperatur eines Kontaktteils in einem Steckverbinder für ein Fahrzeug.
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden hauptsächlich in Verbindung mit Steckverbindern für Fahrzeuge, insbesondere für Fahrzeuge im Bereich der E-Mobilität, beschrieben. Die Erfindung kann aber in jeder Anwendung genutzt werden, in welcher hohe Ströme übertragen werden, wodurch aus Sicherheitsgründen eine Temperaturüberwachung innerhalb der Steckverbinder notwendig oder zumindest sinnvoll ist.
Eine erhöhte Temperatur von Steckverbindern insbesondere der Kontaktpins bzw. Kontaktteile oder Kontaktelemente innerhalb des Steckverbinders kann insbesondere bei hochspannungsführenden Einrichtungen ein erhebliches Sicherheitsrisiko darstellen. Aus diesem Grund gibt es Bestrebungen, die Oberflächentemperatur der Kontaktelemente zu erfassen. Am Beispiel einer Ladedose für elektrische Fahrzeuge sollen die dort zu lösenden Herausforderungen hier dargestellt werden. So ist unbedingt eine galvanische Trennung notwendig, da sonst eine Verbindung zwischen Hochspannungs- und Niederspannungs-Schaltungen bestehen würde. Auf der anderen Seite unterliegt eine jede Komponente in einem Fahrzeug einer starken Beschränkung des zur Verfügung stehenden Bauraums. Ein weiterer Aspekt ist die notwendige Sensormontage während der Baugruppenassemblierung, da dies in der Regel für mechanisch verursachte Schäden sehr anfällig ist. Auf der anderen Seite wird insbesondere bei Leitungen, die zum Laden einer Batterie eines Elektrofahrzeugs geeignet sind und entsprechende Querschnitte aufweisen, die Leitung sehr starr, die jedoch in der gleichen Ladedose verbaut werden muss. Weiterhin bedeuten zusätzliche Steckverbindungen, in diesem Fall für die zusätzlichen Sensoren zur Temperaturüberwachung, auch erhöhte Montagezeiten, was sich wiederum auch in den Kosten niederschlägt. Für den Begriff „Hochspannung“ (HV, High Voltage) wird hier in Anlehnung an den Bereich der Arbeitssicherheit eine Spannung größer 60 Volt DC verstanden, wobei es sich in der Regel um Spannungen im Bereich zwischen 400 V und 1000 V handelt.
Bekannt sind aktuell kabelgebundene Sensoren, welche auf das zu messende Bauteil geklebt oder mit einem Halteelement geklemmt werden. Auch die kontaktlose Messung über Infrarot-Sensoren ist möglich, diese weist jedoch Nachteile in Bezug auf den notwendigen Bauraum und insbesondere der entstehenden Kosten auf. In dem oben bereits erwähnten Beispiel der Ladedose von elektrischen Fahrzeugen wird aufgrund der skizzierten Herausforderungen die Temperaturmessung oft in der Nähe der leistungsführenden Kontaktelemente platziert und nicht direkt auf dem Kontaktelement. Hierdurch wird jedoch die Temperaturmessung ungenauer im Vergleich zu einer Messung direkt auf der Oberfläche des Kontaktelements, da noch ein undefinierter Temperaturübergang beispielsweise über Gehäuseteile der Ladedose von dem Kontaktelement zu dem Temperatursensor stattfindet.
Gemäß der CN 206 727 269 U wird eine Temperaturmesseinrichtung mit einem auf einer Leiterplatte angeordneten Sensorträger offenbart, wobei der Sensorträger aus einem elektrisch isolierenden und thermisch leitendem Material einen ersten und zweiten Schenkel ausformt, einen Temperatursensor zur Temperatur des Sensorträgers und eine an einem Steckdosengehäuse montierbare Sekundärverriegelung aufweist. Die Sekundärverriegelung umfasst einen Verriegelungskörper, einen Verriegelungsabschnitt und einen Anschlusshalteabschnitt. Ein Schlosskörper weist eine Längssteckrichtung auf. Der Verriegelungsabschnitt ist vorspringend an dem Verriegelungskörper dergestalt angeordnet, dass er mit dem Aufnahmegehäuse in Längsrichtung blockierbar ist. Ein Anschlusshalteabschnitt ist an dem Verriegelungskörper dergestalt angeordnet, dass dieser mit einem Verbindungsanschluss entlang einer axialen Richtung des Verbindungsanschlusses blockierbar ist.
Beschreibung der Erfindung
Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, unter Einsatz konstruktiv möglichst einfacher Mittel die oben beschriebenen Herausforderungen in Bezug auf eine Temperaturmessung in Steckverbindern zu lösen oder zumindest die Temperaturmessung entsprechend zu verbessern.
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den begleitenden Figuren angegeben. Insbesondere können die unabhängigen Ansprüche einer Anspruchskategorie auch analog zu den abhängigen Ansprüchen einer anderen Anspruchskategorie weitergebildet sein.
Eine erfindungsgemäße Temperaturmesseinrichtung zum Messen einer Temperatur an einem Kontaktteil in einem Steckverbinder für ein Fahrzeug weist eine Leiterplatte, zumindest eine auf der Leiterplatte angeordnete Sensoreinheit, ein Verriegelungselement sowie ein mit dem Verriegelungselement verbundenes Federelement auf. Die Sensoreinheit weist einen Sensorträger sowie einen Temperatursensor auf. Der Sensorträger ist aus einem elektrisch-isolierenden und thermisch-leitendem Material hergestellt. Bei dem Material kann es sich beispielsweise um einen entsprechenden Kunststoff handeln. Der Sensorträger weist einen ersten Schenkel und einen zweiten Schenkel auf. Der Temperatursensor ist auf einem der beiden Schenkel angeordnet. Der Temperatursensor ist ausgebildet, eine Temperatur des Sensorträgers zu erfassen und als ein die Temperatur repräsentierendes Sensorsignal bereitzustellen. Bei dem Sensorsignal kann es sich um ein analoges oder ein digitales Signal handeln. Der erste Schenkel des Sensorträgers ist auf der Leiterplatte angeordnet. Das Verriegelungselement ist ausgebildet, von einer Verriegelungsposition in eine Entriegelungsposition und von der Entriegelungsposition in die Verriegelungsposition bewegt zu werden. Das Federelement ist ausgebildet, in der Verriegelungsposition des Verriegelungselements den zweiten Schenkel des Sensorträgers in Richtung des Kontaktteils des Steckverbinders zu drücken, um einen thermischen Kontakt zwischen einer Oberfläche des zweiten Schenkels des Sensorträgers und einer Oberfläche des Kontaktteils herzustellen. Mit anderen Worten ist das Federelement eingerichtet in der Verriegelungsposition des Verriegelungselements den zweiten Schenkel des Sensorträgers in thermischen Kontakt mit dem Kontaktteil zu bringen.
Ein Steckverbinder für ein Fahrzeug weist einen Träger, zumindest ein Kontaktteil sowie eine oben beschriebene Temperaturmesseinrichtung zum Messen einer Temperatur eines Kontaktteils in dem Steckverbinder auf. Der Träger weist eine Steckgeometrie des Steckverbinders und zumindest eine Aufnahmeeinrichtung für das zumindest eine Kontaktteil des Steckverbinders auf. Das zumindest eine Kontaktteil ist in der zumindest einen Aufnahmeeinrichtung angeordnet. Die Temperaturmesseinrichtung ist derart in dem Steckverbinder angeordnet, dass eine Temperatur des Kontaktteils erfassbar ist.
Ein Herstellungsverfahren für eine Temperaturmesseinrichtung zum Messen einer Temperatur eines Kontaktteils in einem Steckverbinder für ein Fahrzeug umfasst die Schritte des Bereitstellens eines Sensorträgers, das Anordnen eines Temperatursensors auf dem Sensorträger, um eine Sensoreinheit zu schaffen, das Anordnen der Sensoreinheit auf einer Leiterplatte, sowie das Bereitstellen eines Verriegelungselements und eines mit dem Verriegelungselement verbundenen Federelements, wobei das Verriegelungselement von einer Verriegelungsposition in eine Entriegelungsposition bewegbar ist und umgekehrt, und wobei das Federelement ausgebildet ist in der Verriegelungsposition des Verriegelungselements den zweiten Schenkel des Sensorträgers in Richtung des Kontaktteils des Steckverbinders zu drücken, um einen thermischen Kontakt zwischen dem Sensorträger und dem Kontaktteil herzustellen.
Ein Herstellungsverfahren für einen Steckverbinder für ein Fahrzeug umfasst die Schritte des Ausführens des oben beschriebenen Herstellungsverfahrens für eine Temperaturmesseinrichtung um eine Temperaturmesseinrichtung herzustellen und bereitzustellen, das Bereitstellen eines Trägers, der eine Steckgeometrie des Steckverbinders und zumindest eine Aufnahmeeinrichtung für zumindest ein Kontaktteil des Steckverbinders aufweist, Anordnen der Temperaturmesseinrichtung an dem Träger, wobei das Verriegelungselement in der Entriegelungsposition positioniert ist, Bereitstellen von zumindest einem Kontaktteil, Anordnen des zumindest einen Kontaktteils in der zumindest einen Aufnahmeeinrichtung und abschließend Bewegen des Verriegelungselements von der Entriegelungsposition in die Verriegelungsposition, um den zweiten Schenkel des Sensorträgers in Richtung des Kontaktteils des Steckverbinders zu drücken, um einen thermischen Kontakt zwischen dem Sensorträger und dem freien Ende des Kontaktteils herzustellen, und um das Kontaktteil in der Aufnahmeeinrichtung in seiner Position zu fixieren.
Ein Temperaturmessverfahren zum Messen einer Temperatur eines Kontaktteils in einem Steckverbinder für ein Fahrzeug umfasst die Schritte des Drückens eines zweiten Schenkels eines Sensorträgers an ein Kontaktteil in einem Steckverbinder mittels eines Federelements, wobei das Federelement mit einem Verriegelungselement verbunden ist und ausgebildet ist, in einer Verriegelungsposition des Verriegelungselements den zweiten Schenkel des Sensorträgers in Richtung des Kontaktteils des Steckverbinders zu drücken, Herstellen eines thermischen Kontakts zwischen dem Kontaktteil und dem Sensorträger, Angleichen einer Temperatur des zweiten Schenkels des Sensorträgers an eine Temperatur des Kontaktteils, Leiten der an die Temperatur des Kontaktteils angeglichenen Temperatur des zweiten Schenkels über den Sensorträger in den Temperatursensor, der am Sensorträger angeordnet ist, wobei der erste Schenkel des Sensorträgers auf einer Leiterplatte angeordnet und mit dieser verbunden ist. In einem abschließenden Schritt erfassen der über den Sensorträger weitergeleiteten Temperatur mittels des Temperatursensors.
Unter einem Steckverbinder wie beispielsweise einem Ladesteckverbinder kann ein Verbindungselement zum lösbaren elektrischen und mechanischen Verbinden eines Ladekabels mit einem elektrischen Anschlusspunkt beispielsweise eines Fahrzeugs verstanden werden. Der Steckverbinder weist zwei zueinander passende, steckbare, formcodierte Teile auf. In einem Ausführungsbeispiel wird das Teil des Steckverbinders beschrieben, welches den Anschlusspunkt des Fahrzeugs ausbildet. Das Fahrzeug kann ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Fahrzeug mit einem Energiespeicher sein, der über den Ladesteckverbinder mit elektrischer Energie versorgt werden kann.
Die Baugruppe ist aus zumindest den zwei, als Träger und Kabelführung bezeichneten, Bestandteilen zusammengesetzt. Die einzelnen Bestandteile können dabei aus mehreren Einzelteilen zusammengesetzt sein. Ebenso können die Bestandteile einstückig sein. Der Träger und die Kabelführung können aus einem Kunststoffmaterial hergestellt sein.
Eine Steckgeometrie stellt die mechanische Komponente des Ladesteckverbinders bereit. Die Steckgeometrie kann entsprechend einer Steckernorm ausgeführt sein. Beispielsweise kann die Steckgeometrie einem IEC-62196-Combo-2 Standard CCS Stecker entsprechen. Ebenso kann die Steckgeometrie einem CCS Typ 1, einem CHAdeMO Stecker oder einem GB/T 20234.2 Standard entsprechen. Die Steckgeometrie ermöglicht einen Formschluss zu einer Fahrzeugkupplung an dem Ladekabel. Dann ist die Steckgeometrie als Fahrzeugstecker am Fahrzeug ausgebildet. Ebenso kann ein Stecker am Ladekabel angeordnet sein, wobei dann die Steckgeometrie im Fahrzeug als Ladedose ausgebildet ist, wie beispielsweise bei dem GB/T 20234.2 Standard. Die Steckgeometrie ist elektrisch isolierend ausgeführt. Die Steckgeometrie ist aus dem gleichen Material ausgeführt, wie der Träger. Beispielsweise ist die Steckgeometrie an den Träger angespritzt.
Kontaktteile des Ladesteckverbinders sind elektrisch leitende Teile, die in der Steckgeometrie angeordnet sind. Die Kontaktteile können beispielsweise als metallische Pins und/oder Buchsen ausgeführt sein. Aufnahmeeinrichtungen für die Kontaktteile sind Aussparungen im Träger, in denen die Kontaktteile angeordnet werden können. Die Kontaktteile können im Träger durch Befestigungseinrichtungen gesichert werden. Beispielsweise können Halter für die Kontaktteile mit dem Träger verbunden werden, nachdem die Kontaktteile in den Aufnahmeeinrichtungen angeordnet sind. Dazu kann der Träger Verbindungselemente für die Halter aufweisen. Halter können beispielsweise verschraubt werden. Die Aufnahmeeinrichtungen können Dichtflächen aufweisen. Zwischen den Dichtflächen und den Kontaktteilen können Dichtungen angeordnet werden, um die Kontaktteile fluiddicht in den Träger einzusetzen.
Eine Außenfläche der Steckgeometrie kann aus dem Träger hervorstehen und Verbindungselemente zum Verbinden mit einem Einbaurahmen für die Baugruppe aufweisen. Die Steckgeometrie kann damit in dem Einbaurahmen angeordnet werden, ohne hinter dem Einbaurahmen zurückzustehen. Zwischen dem Einbaurahmen und dem Träger können Strukturelemente des Fahrzeugs angeordnet werden. Die Steckgeometrie kann von Innen in den Einbaurahmen gesteckt werden. Ebenso kann die Baugruppe am Fahrzeug befestigt werden und der Einbaurahmen wie eine Blende auf die Außenseite der Steckgeometrie aufgesteckt werden.
Die elektrische Isolierung ist direkt in den Sensorträger zwischen dem Temperatursensor und dem zu messenden Bauteil integriert. Dies wird dadurch erreicht, dass der Sensorträger aus einem elektrisch-isolierendem Material besteht. Auch ist der Sensorträger bereits auf der Leiterplatte, welche auch als Platine bezeichnet werden kann, integriert und wird durch das Verriegelungselement, welches zugleich das Kontaktteil fixiert, in Position gehalten, um etwaige Toleranzen und Bewegungen des Kontaktteils auszugleichen. Somit wird die Anzahl der Montageschritte und Einzelbauteile deutlich verringert. Unter einem Kontaktteil kann ein Kontaktpin, ein Pin, ein Kontaktelement, eine Kontaktbuchse oder eine Buchse verstanden werden. In einer Ausführungsform ist auf einer Seite des Kontaktteils ein Kabel bzw. eine Leitung angeschlossen.
Von Vorteil ist der verringerte Montageaufwand von Ladedose und anderen Steckern mit integrierter Temperaturerfassung der einzelnen leistungsführenden Kontaktteile. Die Erfassung der Kontaktteil-Temperatur innerhalb des Steckverbinders ist für immer weiter steigende Ladeleistungen bei Elektrofahrzeugen ein sicherheitsrelevantes Feature. Dabei ist die Implementierung der Messaufgabe über die hier beschriebene Temperaturmesseinrichtung kostengünstig umzusetzen und einfach zu integrieren. Die Temperaturmesseinrichtung zeichnet sich durch eine einfache und schnelle Montage durch die direkt auf einer Leiterplatte integrierte Lösung aus. Durch die Verwendung bereits vorhandener Komponenten kann Bauraum eingespart werden. Dies trifft insbesondere auf das Verriegelungselement zu, welches das Kontaktteil fixiert und gleichzeitig einen Form-und/oder Kraftschluss der Sensoreinheit mit dem zu messenden Bauteil schafft.
Der Sensorträger ist ausgebildet, eine elektrische Isolation zwischen dem hochspannungsführenden Kontaktelement und dem Temperatursensor herzustellen. Der Temperatursensor kann auf dem ersten Schenkel des Sensorträgers angeordnet sein. Dadurch wird räumlich ein großer Abstand zwischen den hochspannungsführenden Bereichen und dem Niederspannungsbereich geschaffen.
Der Temperatursensor kann auf dem zweiten Schenkel des Sensorträgers angeordnet sein. Die Längserstreckungsrichtung des zweiten Schenkels entspricht der Längserstreckungsrichtung des Kontaktteils. Der zweite Schenkel des Sensorträgers trennt in dieser Ausführungsform den Temperatursensor von dem Kontaktteil. So kann der Temperatursensor in einer Ebene parallel zur Haupterstreckungsrichtung des Kontaktteils ausgerichtet sein. Die Breite des zweiten Schenkels des Sensorträgers kann entsprechend den Anforderungen zum Schutz gegen Funkenüberschlag oder einen Lichtbogen angepasst werden.
Um einen verbesserten Schutz gegen Funkenüberschlag oder Lichtbögen zwischen dem Kontaktteil und dem an dem zweiten Schenkel angeordneten Temperatursensor zu schaffen, können seitliche Flügel des zweiten Schenkels verbreitert oder eine gebogene Fläche, beispielsweise U-förmig, ausgeformt sein. Die beiden Schenkel des U können dabei weg von dem Kontaktelement gerichtet sein oder mit anderen Worten quer zur Haupterstreckungsrichtung des Kontaktteils ausgerichtet sein. Vorteilhafterweise bleibt dabei der Abstand des Temperatursensors vom Kontaktteil gleich (kürzester Abstand zwischen den beiden zu einander zugewandten Oberflächen der beiden Elemente), weiterhin bleibt auch die wirksame Dicke des Sensorträgers, welche den Wärmeleitungswiderstand vom Kontaktteil zum Temperatursensor definiert, konstant. Somit ändert sich die Empfindlichkeit des Sensorsystems nicht bzw. wird nur geringfügig beeinflusst, da lediglich die etwas erhöhte thermische Kapazität des Sensorträgers einen leichten Einfluss ausüben kann.
Der Sensorträger kann L-förmig ausgeformt sein. Dabei kann der Übergang von dem ersten Schenkel zu dem zweiten Schenkel Winkel-förmig oder gebogen ausgeformt sein. Die beiden Schenkel können in etwa gleich lang sein, alternativ können die beiden Schenkel auch eine unterschiedliche Länge aufweisen.
Der Sensorträger kann eine Fixiereinrichtung aufweisen. Dabei kann die Fixiereinrichtung ausgebildet sein, die Sensoreinheit mit der Leiterplatte zu verbinden. Dabei kann die Fixiereinheit an dem ersten Schenkel des Sensorträgers angeordnet sein. Weiterhin können an dem ersten Schenkel des Sensorträgers ein oder mehrere Positionierelemente angeordnet sein, um bereits während der Montage die Position und/oder die Lage des Sensorträgers in Bezug zur Temperaturmesseinrichtung und dort insbesondere in Bezug zur Leiterplatte zu bestimmen.
Der Sensorträger kann Leiterbahnen aufweisen, die ausgeformt sind um den auf dem Sensorträger angeordneten Temperatursensor elektrisch mit der Leiterplatte oder mit Elementen auf der Leiterplatte zu verbinden. Bei der Leiterplatte kann es sich um eine Platine mit Messelektronik handeln. Die Leiterbahnen können in einem Druckverfahren auf dem Sensorträger aufgebracht werden. Weiterhin können in dem Sensorträger zusätzliche Pins oder Füßchen vorgesehen sein welche die Leiterbahnen mit Leiterbahnen auf der Leiterplatte verbinden. Hierzu können in der Leiterplatte entsprechende Bohrungen vorgesehen sein, durch die die Pins gesteckt und dann mit der Leiterplatte verlötet werden können. So kann die Sensoreinheit ähnlich zu anderen SMD-Bauteilen auf der Leiterplatte angeordnet und mit dieser elektrisch verbunden werden, d. h. verlötet werden. So kann durch den Einsatz von einem Standardprozess eine kosteneffiziente Lösung geschaffen werden.
Die Leiterbahnen können auf der dem Kontaktelement und/oder der Leiterplatte abgewandten Seite des Sensorträgers angeordnet sein. Um mechanische Verspannungen des Sensorträgers von den Leiterbahnen abzuhalten bzw. deren Auswirkungen zu verringern können die Leiterbahnen schräg zu einem Spannungsvektor des Sensorträgers angeordnet sein. So können die Leiterbahnen in einer Wellenform, einer Sägezahnform oder einer Kombination aus diesen ausgebildet sein. Vorteilhafterweise können auf die Leiterbahnen wirkende Oberflächenspannungen ähnlich einer Feder ausgeglichen werden.
Die Leiterplatte kann eine Mess- und/oder Auswerteelektronik aufweisen. Die Elektronik auf der Leiterplatte kann eingerichtet sein, das Sensorsignal des Temperatursensors einzulesen und auszuwerten. So kann die Elektronik ausgebildet sein, aus einem analogen Sensorsignal ein binäres Statussignal zu erzeugen, welches eine Warnung bei Überschreiten einer vordefinierten Grenztemperatur, die auch als Schwellwerts Temperatur bezeichnet werden kann, repräsentiert. Weiterhin kann die Auswerteelektronik ausgebildet sein, das Sensorsignal zu diskretisieren, das heißt zu digitalisieren. Die digitalisierte Sensorinformation, die das Temperatursignal oder Sensorsignal in einer digitalen Form repräsentiert, kann von der Auswerteelektronik über einen Feldbus wir CAN-Bus oder über eine Datenleitung wie Ethernet an ein (übergeordnetes) Steuergerät weitergeleitet werden.
Der thermische Kontakt zwischen dem Sensorträger und dem Kontaktteil kann als eine form-und/oder kraftschlüssige Verbindung ausgebildet sein. Hierzu kann die dem Kontaktteil zugewandte Oberfläche des Sensorträgers gebogen sein, um so eine größere Kontaktfläche zwischen dem Sensorträger und dem Kontaktteil zu schaffen. Zwischen dem Sensorträger und dem Kontaktteil kann weiterhin optional eine Wärmeleitpaste oder ein Wärmeleitkleber angeordnet sein.
Das Verriegelungselement kann mit dem Federelement einstückig ausgebildet sein. So können das Verriegelungselement und das Federelement stoffschlüssig verbunden sein. Das Federelement kann beispielsweise mittels einer Schweißverbindung mit dem Verriegelungselement verbunden sein.
Das Verriegelungselement kann ausgebildet sein, in der Entriegelungsposition ein Einführen des Kontaktteils in eine Aufnahmeeinrichtung für das Kontaktteil in dem Steckverbinder zu erlauben und weiterhin in der Verriegelungsposition das Kontaktteil in einer festen Position in der Aufnahmeeinrichtung zu fixieren.
Der Temperatursensor kann optional an dem Sensorträger zwischen der Leiterplatte und dem Sensorträger auf dem ersten Schenkel des Sensorträgers angeordnet sein. Dabei kann der Temperatursensor elektrisch mit Leiterbahnen der Leiterplatte gekoppelt sein wobei die Leiterbahnen der Leiterplatte weiterhin mit weiteren elektrischen Elementen elektrisch verbunden sind.
Der erste Schenkel und der zweite Schenkel der Sensoreinheit können quer zueinander ausgerichtet sein. So können der erste Schenkel und der zweite Schenkel der Sensoreinheit in einem Winkel zwischen 80° und 120° vorzugsweise in einem Winkel zwischen 85° und 110° weiterhin vorzugsweise in einem Winkel zwischen 89° und 95° zueinander ausgerichtet sein. Ein Winkel von etwas über 90° kann bereits eine gewisse Vorspannung auf das zu messende Kontaktteil ausüben. Um eine Montage des Kontaktteils nach dem Einsetzen der Temperaturmesseinrichtung zu erlauben kann es von Vorteil sein, wenn der zweite Schenkel eine Phase aufweist, die ein Gleiten des Kontaktteils beim Einführen bzw. Vorbeischieben an der Temperaturmesseinrichtung, insbesondere an dem zweiten Schenkel vorbei, erleichtert.
Figurenliste
Nachfolgend wird ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren erläutert. Es zeigen:

1 einen Schnitt eines Steckverbinders mit einer Temperaturmesseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 das Ausführungsbeispiel gemäß 1 in einem verriegelten Zustand;
3 eine Aufsicht auf einen Steckverbinder mit einer Temperaturmesseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
4 das Ausführungsbeispiel gemäß 3 in einem unverriegelten Zustand;
5 eine schematische Schnittdarstellung von Kontaktteil und Sensorträger gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung;
6 eine schematische Schnittdarstellung eines Sensorträgers gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
7 eine schematische Aufsicht eines Sensorträgers gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
8 eine schematische Schnittdarstellung eines Sensorträgers gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
9 eine schematische Aufsicht eines Sensorträgers gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
10 ein Fahrzeug mit einem Steckverbinder gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
11 - 13 Ablaufdiagramme von Herstellungsverfahren bzw. eines Temperaturmessverfahrens gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung.

Die Figuren sind lediglich schematische Darstellungen und dienen nur der Erläuterung der Erfindung. Gleiche oder gleichwirkende Elemente sind durchgängig mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Detaillierte Beschreibung
1 zeigt einen Steckverbinder 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Steckverbinder 100 weist einen Träger 102 auf, der eine Steckgeometrie des Steckverbinders 100 und zumindest eine Aufnahmeeinrichtung 106 für ein Kontaktteil 108 ausformt. Weiterhin weist der Steckverbinder 100 zumindest ein Kontaktteil 108 auf. Das Kontaktteil 108 ist in der Aufnahmeeinrichtung 106 angeordnet. Das Kontaktteil 108 ist eingerichtet, mit einer Gegenbuchse eines komplementären Steckverbinders (hier nicht dargestellt) elektrisch und mechanisch zu kontaktieren. Weiterhin weist der Steckverbinder 100 eine Temperaturmesseinrichtung 110 auf. Die Temperaturmesseinrichtung 110 ist ausgebildet eine Temperatur des Kontaktteils 108 zu messen.
Die Temperaturmesseinrichtung 110 umfasst eine Leiterplatte 112, eine Sensoreinheit 114, ein Verriegelungselement 116 sowie ein Federelement 118. Dabei weist die Sensoreinheit 114 einen Sensorträger 120 sowie einen Temperatursensor 122 auf. Der Sensorträger 120 umfasst einen ersten Schenkel 124 und einen quer dazu ausgerichteten zweiten Schenkel 126. Der Sensorträger 120 ist aus einem elektrisch isolierenden und thermisch leitendem Material gefertigt. Der Temperatursensor 122 ist auf einer Oberfläche des ersten Schenkels 124 angeordnet. Der Temperatursensor 122 ist ausgebildet eine Temperatur des Sensorträgers 120 zu erfassen und als Sensorsignal bereitzustellen. Dabei repräsentiert die Temperatur des Sensorträgers 120 eine Temperatur des Kontaktteils 108. Somit repräsentiert das Sensorsignal die Temperatur des Kontaktteils 108.
Das Verriegelungselement 116 ist ausgebildet, von einer Verriegelungsposition 128 in eine Entriegelungsposition 130 bewegt zu werden, und umgekehrt. In 1 ist das Verriegelungselement 116 in der Entriegelungsposition 130 dargestellt. Das Federelement 118 ist mit dem Verriegelungselement 116 verbunden. Das Federelement 118 ist ausgebildet, dass wenn das Verriegelungselement 116 sich in der Verriegelungsposition 128 befindet, der zweite Schenkel 126 des Sensorträgers 120 in Richtung des Kontaktteils 108 gedrückt wird und somit ein thermischer Kontakt zwischen dem zweiten Schenkel 126 und somit dem Sensorträger 120 und dem Kontaktteil 108 hergestellt ist.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Temperatursensor 122 zwischen dem ersten Schenkel 124 und der Leiterplatte 112 angeordnet.
An dem ersten Schenkel 124 ist eine Positioniereinrichtung 132 sowie eine Fixiereinrichtung 134 ausgebildet. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Positioniereinrichtung 132 als ein Stift und die Fixiereinrichtung 134 als kombinierte Positionier- und Fixiereinrichtung „Snapfit“ realisiert.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind das Verriegelungselement 116 und das Federelement 118 einstückig ausgebildet. In einem speziellen Ausführungsbeispiel sind das Verriegelungselement 116 und das Federelement 118 miteinander stoffschlüssige verbunden, insbesondere verschweißt.
In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Sensorträger 120 Leiterbahnen auf, die ausgeformt sind um den Temperatursensor 122 elektrisch mit Elementen auf der Leiterplatte 112 zu verbinden.
In einem weiteren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist auf der Leiterplatte 112 eine Auswerteelektronik angeordnet, die ausgebildet ist das Sensorsignal des Temperatursensors 122 einzulesen und auszuwerten.
2 zeigt das in 1 beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel mit dem Unterschied, dass das Verriegelungselement 116 in der Verriegelungsposition 128 angeordnet ist. Das Federelement 118 drückt auf den zweiten Schenkel 126, sodass dieser form-und kraftschlüssig mit dem Kontaktteil 108 verbunden ist.
3 und 4 zeigen ein Ausführungsbeispiel eines Steckverbinders 100 aus einer Aufsicht, wobei das Verriegelungselement 116 einmal in der Verriegelungsposition 128 und einmal in der Entriegelungsposition 130 angeordnet ist. Das Verriegelungselement 116 ist eingerichtet die Kontaktteile 108 in ihrer Position zu fixieren.
5 zeigen je eine schematische Schnittdarstellung von Kontaktteil 108 und Sensorträger 120 gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung. 5a zeigt in einem Schnitt ein Ausführungsbeispiel eines Kontaktteils 108 in Kontakt mit einer Sensoreinheit 114. Dabei liegt der zweite Schenkel 126 des Sensorträgers 120 der Sensoreinheit 114 an dem Kontaktteil 108 an. Der Temperatursensor 122 ist auf der dem Kontaktteil 108 abgewandten Oberfläche des zweiten Schenkels 126 angeordnet. Ein gestrichelter Pfeil 536 zeigt den Verlauf eines möglichen Lichtbogens zwischen dem Hochspannung-führenden Kontaktteil 108 und dem unter anderem mit Masse verbundenen Temperatursensor 122.
Die Achse des Kontaktteils 108 verläuft in diesem Ausführungsbeispiel und der Darstellung in 5a in Blickrichtung, in der Bildebene über dem Kontaktteil 108 ist der Sensorträger 120 mit dem Temperatursensor 122 dargestellt. Die Leiterplatte 112 sowie der erste Schenkel 124 sind in der Darstellung der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt, würden sich aber flächig auf der Sichtebene befinden. 5a zeigt eine einfache Variante, d. h. der zweite Schenkel 126 mit dem Temperatursensor 122 ist flach und in einer Ebene parallel zur Kontaktelement Achse ausgerichtet. Der Pfeil 536 stellt die Luftstrecke zwischen dem Hochspannungsbereich und dem Niederspannungsbereich vereinfacht dar. Sollte diese Strecke zu kurz sein, in Abhängigkeit von der Hochspannung, der Luftfeuchtigkeit und dem Umgebungsluftdruck, so kann es einen Funkenüberschlag oder sogar einen Lichtbogen geben. Um dies weiter zu verbessern kann der zweite Schenkel 126 des Sensorträgers 120 entweder verbreitert werden, oder eine gebogene Fläche, beispielsweise in U-Form, darstellen, um die Luftstrecke zwischen dem Hochvolt-Bereich (Kontaktteil 108) und dem Niederspannungsbereich (Temperatursensor 122/Leiterbahnen) zu vergrößern. Dies ist in 5b beispielhaft dargestellt. So weist der zweite Schenkel 126 zwei Flügel 538 auf. Der Abstand des Temperatursensors 122 vom Kontaktteil 108 bleibt dabei im Vergleich zu dem Ausführungsbeispiel in 5a gleich, auch die wirksame Dicke des Sensorträgers 120, welche den Wärmeleitungswiderstand vom Kontaktteil 108 zum Temperatursensor 122 definiert, wird nicht vergrößert - die Empfindlichkeit des Sensorsystems, d. h. der Temperaturmesseinrichtung 110, wäre also (kaum) beeinflusst, da lediglich die etwas erhöhte thermische Kapazität des Sensorträgers 120 einen leichten Einfluss ausüben würde.
6 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer Sensoreinheit 114 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Sensoreinheit 114 ist auf einer Leiterplatte 112 angeordnet. Hierzu weist der zweite Schenkel 126 des Sensorträgers 120, der Sensoreinheit 114 eine Positioniereinrichtung 132 sowie eine Fixiereinrichtung 134 auf. Auf einer Oberfläche des Sensorträgers 120 sowie einer hierzu korrespondierenden Oberfläche der Leiterplatte 112 sind jeweils zueinander korrespondierende Lötkontaktstellen 640 angeordnet. Der Temperatursensor 122 ist über eine Leiterbahn 642 mit der auf dem Sensorträger 120 angeordneten Lötkontaktstelle 640 elektrisch verbunden. Der erste Schenkel 124 sowie der zweite Schenkel 126 sind über eine Stützrippe 644 zusätzlich verbunden.
Aus Gründen der Zuverlässigkeit ist es wichtig, dass die Lötkontaktstellen 640 des Sensorträgers 120, welche die elektrische Verbindung zwischen dem Temperatursensor 122, respektive dem Sensorträger 120 und einer nicht dargestellten auswerten Elektronik auf der Leiterplatte 112 darstellt, frei von mechanischen Kräften gehalten wird, da sonst die Lötkontaktstellen 640 porös und fehlerhaft werden können. Da man mit dem Federelement 118 des Verriegelungselements 116 eine mechanische Verspannung im Sensorträger 120 bewirkt, oder zumindest bewirken kann, ist eine Möglichkeit, die mechanischen Spannungen an den Lötkontaktstellen 640 vorbei zu leiten, dies über eine Stützrippe 644 auf dem Sensorträger 120 umzusetzen. Wäre in 6 keine Stützrippe 644 vorhanden, könnte sich der Sensorträger 120 zwischen den Positionierungspins 132 und der Fixiereinrichtung 134 nach oben biegen und von der Leiterplatte 112 abheben. In diesem Falle wäre die Kontaktierung mechanisch belastet. Vorteilhafterweise leitet die Stützrippe 644 diese Kräfte jedoch über ihren Rücken weitestgehend an den Lötkontaktstellen 640 vorbei hin zu der Fixiereinrichtung 134, welche die Kräfte in die Leiterplatte 112 ableitet. 7 zeigt eine schematische Aufsicht des Sensorträgers 120 gemäß dem in 6 gezeigten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
8 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer Sensoreinheit 114 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Sensorträger 120 der Sensoreinheit 114 ist L-förmig ausgebildet, wobei der Übergang von dem ersten Schenkel 124 zu dem zweiten Schenkel 126 bogenförmig ausgeformt ist. Dabei ist der zweite Schenkel 126 kürzer als der erste Schenkel 124, seine Länge beträgt weniger als die Hälfte des ersten Schenkels 124. An dem ersten Schenkel 124 sind eine Positioniereinrichtung 132 und eine Fixiereinrichtung 134 angeformt, mit welchen die Sensoreinheit 114 auf einer Leiterplatte 112 angeordnet und in Position und Lage definiert befestigt ist. An der der Sensoreinheit 114 zugewandten Oberfläche der Leiterplatte 112 ist eine Lötkontaktstelle 640 ausgebildet. Auf der der Leiterplatte 112 zugewandten Oberfläche des ersten Schenkels 124 ist eine Lötkontaktstelle 640 ausgebildet. Die hier beschriebenen Lötkontaktstellen 640 auf der Leiterplatte 112 und dem ersten Schenkel 124 des Sensorträgers 120 sind aufeinanderliegend positioniert. Der auf dem zweiten Schenkel 126 positionierte Temperatursensor 122 ist über mindestens eine Leiterbahn 642 mit der Lötkontaktstelle 640 auf dem ersten Schenkel 124 elektrisch verbunden. Weiterhin ist ein Verriegelungselement 116 mit einem Federelement 118 dargestellt, wobei es in der Entriegelungsposition 130 dargestellt ist und mit gestrichelten Linien die Verriegelungsposition 128 angedeutet ist.
9 zeigt eine schematische Aufsicht eines Sensorträgers 120 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, ähnlich zu dem in 8 gezeigten Ausführungsbeispiel. Die mechanische Verspannung des Sensorträgers 120 durch das Federelement 118 des Verriegelungselements 116 (siehe den kleinen Pfeil an dem Federelement 118) kann auch schädlich für die Leiterbahnen sein, da sich diese genau auf der Seite des Sensorträgers 120 befinden, welche an einer Dehnung der Oberfläche ausgesetzt ist. Das Schädigungsrisiko der Leiterbahnen 642 kann man dadurch verringern, dass man die Leiterbahn nicht parallel zum Spannungsvektor (gestrichelte Pfeil) führt, sondern schräg dazu. Eine Wellenform der Leiterbahn 642 wäre in diesem Fall ideal, weil dadurch auf die Leiterbahnen 642 wirkende Oberflächenspannungen ähnlich einer Feder ausgeglichen werden können. Somit ist ein Reißen der Leiterbahn 642 unwahrscheinlicher, als bei parallelgeführten Leiterbahnen 642.
10 zeigt ein Fahrzeug 1000 mit einer Ladedose 1050. Die Ladedose 1050 ist eine Variante eines Steckverbinders 100, wie er in den vorangegangen Figuren gezeigt und beschrieben ist.
Zum leichteren Verständnis werden in der folgenden Beschreibung die Bezugszeichen zu den 1-10 als Referenz beibehalten.
11 zeigt ein Herstellungsverfahren für eine Temperaturmesseinrichtung 110 zum Messen einer Temperatur eines Kontaktteils 108 in einem Steckverbinder 100 für ein Fahrzeug 1000. Das in 11 gezeigte Herstellungsverfahren umfasst einen Schritt S01 des Bereitstellens, einen Schritt S02 des Anordnens, einen Schritt S03 des Anordnens sowie einen Schritt S04 des Bereitstellens. Im Schritt S01 des Bereitstellens wird ein Sensorträger 120 aus einem elektrisch isolierenden und thermisch leitendem Material bereitgestellt. Im Schritt S02 des Anordnens wird ein Temperatursensor 122 auf einem ersten Schenkel 124 des Sensorträgers 120 angeordnet, um eine Sensoreinheit 114 zu schaffen. Dabei ist der Temperatursensor 122 ausgebildet, eine Temperatur des Sensorträgers 120 zu erfassen und als Sensorsignal bereitzustellen. Wenn die Temperaturmesseinrichtung 110 bestimmungsgemäß in einem Steckverbinder 100 eingesetzt ist, so repräsentiert die Temperatur des Sensorträgers 120 die Temperatur des Kontaktteils 108. In der Folge repräsentiert das Sensorsignal, welches von dem Temperatursensor 122 bereitgestellt wird, die Temperatur des Kontaktteils 108.
Im Schritt S03 des Anordnens wird die Sensoreinheit 114 auf einer Leiterplatte 112 angeordnet. Im Schritt S04 des Bereitstellens wird ein Verriegelungselement 116 und ein mit dem Verriegelungselement 116 verbundenes Federelement 118 bereitgestellt. Das Verriegelungselement 116 ist von einer Verriegelungsposition 128 in eine Entriegelungsposition 130 bewegbar und umgekehrt. Das Federelement 118 ist ausgebildet, während des bestimmungsgemäßen Gebrauchs der Temperaturmesseinrichtung 110 in einem Steckverbinder 100 in der Verriegelungsposition 128 des Verriegelungselement 116 einen zweiten Schenkel 126 des Sensorträgers 120 in Richtung des Kontaktteils 108 des Steckverbinders 100 zu drücken, um einen thermischen Kontakt zwischen dem Sensorträger 120 und dem Kontaktteil 108 herzustellen.
12 zeigt ein Herstellungsverfahren für einen Steckverbinder 100 für ein Fahrzeug 1000. Das in 12 gezeigte Herstellungsverfahren umfasst die Schritte S05 bis S10. im Schritt S05 des Ausführens wird das in 11 beschriebenen Herstellungsverfahren für eine Temperaturmesseinrichtung 110 ausgeführt, um eine entsprechende Temperaturmesseinrichtung 110 herzustellen und bereitzustellen. Im Schritt S06 des Bereitstellens wird ein Träger 102 bereitgestellt, der eine Steckgeometrie des Steckverbinders 100 und zumindest eine Aufnahmeeinrichtung 106 für ein Kontaktteil 108 des Steckverbinders 100 aufweist. Im Schritt S07 des Anordnens wird die Temperaturmesseinrichtung 110 an dem Träger 102 angeordnet, wobei das Verriegelungselement 116 in der Entriegelungsposition 130 positioniert ist. Im Schritt S08 des Bereitstellens wird zumindest ein Kontaktteil 108 bereitgestellt und dieses dann im Schritt S09 des Anordnens in der zumindest einen Aufnahmeeinrichtungen 106 des Trägers 102 angeordnet. Im abschließenden Schritt S10 des Bewegens wird das Verriegelungselement 116 von der Entriegelungsposition 130 in die Verriegelungsposition 128 bewegt, um den zweiten Schenkel 126 des Sensorträgers 120 in Richtung des Kontaktteils 108 des Steckverbinders 100 zu drücken, um letztlich einen thermischen Kontakt zwischen dem Sensorträger 120 und dem Kontaktteil 108 herzustellen, und um das Kontaktteil 108 in der Aufnahmeeinrichtung 106 in seiner Position zu fixieren. Das Verriegelungselement 116 verbindet somit zwei Funktionen miteinander.
Das in 13 dargestellte Temperaturmessverfahren zum Messen einer Temperatur eines Kontaktteils 108 in einem Steckverbinder 100 für ein Fahrzeug 1000 umfasst die Schritte S11 bis S15. Im Schritt S11 wird ein zweiter Schenkel 126 eines Sensorträgers 120 an ein Kontaktteil 108 in einem Steckverbinder 120 mittels eines Federelements 118 gedrückt. Dabei ist das Federelement 118 mit einem Verriegelungselement 116 verbunden. Das Federelement 118 ist ausgebildet, in einer Verriegelungsposition 128 des Verriegelungselements 116 den zweiten Schenkel 126 des Sensorträgers 120 in Richtung des Kontaktteils 108 des Steckverbinders 100 zu drücken. Im Schritt S12 des Herstellens wird ein thermischer Kontakt zwischen dem zweiten Schenkel 126 des Sensorträgers 120 und dem Kontaktteil 108 hergestellt. Im Schritt S13 des Angleichens wird eine Temperatur des zweiten Schenkels 126 an eine Temperatur des Kontaktteils 108 angeglichen. Im Schritt S14 des Leitens wird die angeglichene Temperatur über den Sensorträger 120 an einen Temperatursensor 122 geleitet. Der Temperatursensor 122 ist an dem Sensorträger 120 angeordnet. Der erste Schenkel 124 des Sensorträgers 120 ist auf einer Leiterplatte 112 angeordnet. Zuletzt wird im Schritt S15 des Erfassens die weitergeleitete Temperatur mittels des Temperatursensors 122 erfasst und als ein die Temperatur repräsentierendes Sensorsignal bereitgestellt.
Da es sich bei der vorhergehend detailliert beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren um Ausführungsbeispiele handelt, können sie in üblicher Weise vom Fachmann in einem weiten Umfang modifiziert werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind die mechanischen Anordnungen und die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander lediglich beispielhaft gewählt.
Bezugszeichenliste

100: Steckverbinder
102: Träger
106: Aufnahmeeinrichtung
108: Kontaktteil
110: Temperaturmesseinrichtung
112: Leiterplatte
114: Sensoreinheit
116: Verriegelungselement
118: Federelement
120: Sensorträger
122: Temperatursensor
124: erster Schenkel
126: zweiter Schenkel
128: Verriegelungsposition
130: Entriegelungsposition
132: Positioniereinrichtung
134: Fixiereinrichtung
536: Pfeil, Lichtbogen
538: Flügel
640: Lötkontaktstelle, Lötstelle
642: Leiterbahn
644: Stützrippe
1000: Fahrzeug
1050: Ladedose, Ladesteckverbinder
S01-S15: Verfahrensschritte

Claims

Temperaturmesseinrichtung (110) zum Messen einer Temperatur an einem Kontaktteil (108) in einem Steckverbinder (100) für ein Fahrzeug (1000), aufweisend: a. eine Leiterplatte (112); b. zumindest eine Sensoreinheit (114), die auf der Leiterplatte (112) angeordnet ist, c. wobei die Sensoreinheit (114) zumindest einen Sensorträger (120) aus einem elektrisch isolierenden und thermisch leitendem Material, wobei der Sensorträger (120) einen ersten Schenkel (124) und einen zweiten Schenkel ausformt (126), sowie d. einen Temperatursensor (122) aufweist, wobei der Temperatursensor (122) ausgebildet ist, eine Temperatur des Sensorträgers (120) zu erfassen und als Sensorsignal bereitzustellen; e. ein Verriegelungselement (116), welches von einer Verriegelungsposition (128) in eine Entriegelungsposition (130) und umgekehrt bewegbar ist; und f. ein Federelement (118), welches mit dem Verriegelungselement (116) verbunden ist, und ausgebildet ist, in der Verriegelungsposition (128) des Verriegelungselements (116) den zweiten Schenkel (126) des Sensorträgers (120) in Richtung des Kontaktteils (108) des Steckverbinders (100) zu drücken, um einen thermischen Kontakt zwischen dem zweiten Schenkel (126) des Sensorträgers (120) und dem Kontaktteil (108) herzustellen.
Temperaturmesseinrichtung (110) gemäß Anspruch 1, bei der der Sensorträger (120) eine Fixiereinrichtung (134) aufweist, die eingerichtet ist, die Sensoreinheit (114) mit der Leiterplatte (112) zu verbinden, wobei die Fixiereinrichtung (134) an dem ersten Schenkel (124) des Sensorträgers (120) angeordnet ist.
Temperaturmesseinrichtung (110) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Temperatursensor (122) auf dem zweiten Schenkel (126) des Sensorträgers (120) auf der dem ersten Schenkel (124) zugewandten Seite angeordnet ist.
Temperaturmesseinrichtung (110) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Sensorträger (120) Leiterbahnen (642) aufweist, die ausgeformt sind, um den Temperatursensor (122) elektrisch mit Elementen auf der Leiterplatte (112) zu verbinden.
Temperaturmesseinrichtung (110) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Leiterplatte (112) eine Auswerteelektronik aufweist, um das Sensorsignal des Temperatursensors (122) einzulesen und auszuwerten.
Temperaturmesseinrichtung (110) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der thermische Kontakt zwischen dem Sensorträger (120) und dem Kontaktteil (108) als eine form- und/oder kraftschlüssige Verbindung ausgebildet ist.
Temperaturmesseinrichtung (110) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Verriegelungselement (116) einstückig mit dem Federelement (118) ausgebildet ist.
Temperaturmesseinrichtung (110) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Verriegelungselement (116) mit dem Federelement (118) stoffschlüssig, beispielsweise mittels Schweißen, verbunden ist.
Temperaturmesseinrichtung (110) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Verriegelungselement (116) ausgebildet ist, in der Entriegelungsposition (130) ein Einführen des Kontaktteils (108) in eine Aufnahmeeinrichtung (106) für ein Kontaktteil (108) in dem Steckverbinder (100) zu erlauben und in der Verriegelungsposition (128) das Kontaktteil (108) in einer festen Position in der Aufnahmeeinrichtung (106) zu fixieren.
Temperaturmesseinrichtung (110) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Schenkel (124) und der zweite Schenkel (126) der Sensoreinheit (114) quer zueinander ausgerichtet sind.
Steckverbinder (100) für ein Fahrzeug (1000) mit a. einem Träger (102), der eine Steckgeometrie des Steckverbinders (100) und zumindest eine Aufnahmeeinrichtung (106) für ein Kontaktteil (108) des Steckverbinders (100) aufweist; b. zumindest ein Kontaktteil (108), welches in der zumindest einen Aufnahmeeinrichtung (106) angeordnet ist; und c. einer Temperaturmesseinrichtung (110) zum Messen einer Temperatur des zumindest einen Kontaktteils (108) in dem Steckverbinder (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.
Steckverbinder (100) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, bei dem es sich um eine fahrzeugseitige Baugruppe eines Ladesteckverbinders (1050) für ein Fahrzeug (1000) handelt.
Herstellungsverfahren für eine Temperaturmesseinrichtung (110) zum Messen einer Temperatur eines Kontaktteils (108) in einem Steckverbinder (100) für ein Fahrzeug (1000), mit den folgenden Schritten: a. Bereitstellen (S01) eines Sensorträgers (120) aus einem elektrisch isolierenden und thermisch leitendem Material; b. Anordnen (S02) eines Temperatursensors (122) auf einem ersten Schenkel (124) des Sensorträgers (120), um eine Sensoreinheit (114) zu schaffen, wobei der Temperatursensor (122) ausgebildet ist, eine Temperatur des Sensorträgers (120) zu erfassen und als Sensorsignal bereitzustellen; c. Anordnen (S03) der Sensoreinheit (114) auf einer Leiterplatte (112); d. Bereitstellen (S04) eines Verriegelungselements (116) und eines mit dem Verriegelungselement (116) verbundenen Federelements (118), wobei das Verriegelungselement (116) von einer Verriegelungsposition (128) in eine Entriegelungsposition (130) bewegbar ist und umgekehrt, und wobei das Federelement (118) ausgebildet ist, in der Verriegelungsposition (128) des Verriegelungselements (116) einen zweiten Schenkel (126) des Sensorträgers (120) in Richtung des Kontaktteils (108) des Steckverbinders (100) zu drücken, um einen thermischen Kontakt zwischen dem Sensorträger (120) und dem Kontaktteil (108) herzustellen.
Herstellungsverfahren für einen Steckverbinder (100) für ein Fahrzeug (1000), die folgenden Schritte umfassend: a. Ausführen (S05) des Herstellungsverfahrens für eine Temperaturmesseinrichtung (110) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, um eine Temperaturmesseinrichtung (110) herzustellen und bereitzustellen; b. Bereitstellen (S06) eines Trägers (102), der eine Steckgeometrie des Steckverbinders (100) und zumindest eine Aufnahmeeinrichtung (106) für ein Kontaktteil (108) des Steckverbinders (100) aufweist; c. Anordnen (S07) der Temperaturmesseinrichtung (110) an dem Träger (102), wobei das Verriegelungselement (116) in der Entriegelungsposition (130) positioniert ist; d. Bereitstellen (S08) zumindest eines Kontaktteils (108); e. Anordnen (S09) des Kontaktteils (108) in der zumindest einen Aufnahmeeinrichtung (106); und f. Bewegen (S10) des Verriegelungselements (116) von der Entriegelungsposition (130) in die Verriegelungsposition (128), um den zweiten Schenkel (126) des Sensorträgers (120) in Richtung des Kontaktteils (108) des Steckverbinders (100) zu drücken, um einen thermischen Kontakt zwischen dem Sensorträger (120) und dem freien Ende des Kontaktteils (108) herzustellen, und um das Kontaktteil (108) in der Aufnahmeeinrichtung (106) in seiner Position zu fixieren.
Temperaturmessverfahren zum Messen einer Temperatur eines Kontaktteils (108) in einem Steckverbinder (100) für ein Fahrzeug (1000), die folgenden Schritte umfassend: a. Drücken (S11) eines zweiten Schenkels (126) eines Sensorträgers (120) an ein Kontaktteil (108) in einem Steckverbinder (100) mittels eines Federelements (118), wobei das Federelement (118) mit einem Verriegelungselement (116) verbunden ist, und ausgebildet ist, in einer Verriegelungsposition (128) des Verriegelungselements (116) den zweiten Schenkel (126) des Sensorträgers (120) in Richtung des Kontaktteils (108) des Steckverbinders (100) zu drücken; b. Herstellen (S12) eines thermischen Kontakts zwischen dem zweiten Schenkel (126) des Sensorträger (120) und dem Kontaktteil (108); c. Angleichen (S13) einer Temperatur des zweiten Schenkels (126) an eine Temperatur des Kontaktteils (108); d. Leiten (S14) der angeglichenen Temperatur über den Sensorträger (120) an einen Temperatursensor (122), der an dem Sensorträger (120) angeordnet ist, wobei der erste Schenkel (124) des Sensorträgers (120) auf einer Leiterplatte (112) angeordnet ist; e. Erfassen (S15) der weitergeleiteten Temperatur mittels des Temperatursensors (122).