WO2022223608A1 - Konfektioniertes elektrisches kabel und steckverbinderanordnung - Google Patents

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WO2022223608A1
WO2022223608A1 PCT/EP2022/060406 EP2022060406W WO2022223608A1 WO 2022223608 A1 WO2022223608 A1 WO 2022223608A1 EP 2022060406 W EP2022060406 W EP 2022060406W WO 2022223608 A1 WO2022223608 A1 WO 2022223608A1
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contact
connector
electrical
contact element
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PCT/EP2022/060406
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Willem Blakborn
Maximilian Metzenleitner
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Rosenberger Hochfrequenztechnik Gmbh & Co. Kg
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    • H01R43/0214—Resistance welding

Definitions

  • the invention relates to a ready-made electrical cable for an electrical connector, having an electrical conductor which is designed as a stranded wire made up of several individual wires, according to the preamble of claim 1 .
  • the invention also relates to a connector arrangement, having a ready-made electrical cable and an electrical connector.
  • cables When cables are assembled, their ends, in particular the ends of their inner conductors, are prepared for assembly in an electrical connector. During this process, the electrical conductors are often cut to length, stripped and provided with one or more contact elements.
  • a contact element of the subsequent connector can be electrically and mechanically connected to an electrical conductor routed within a cable sheath and later mounted in a connector housing of the connector. The fully assembled contact element can then be used within the plug connector for contacting with a mating contact element of a mating connector.
  • Various electrical connectors are known from electrical engineering. As is known, electrical plug connectors are used to transmit electrical supply signals and/or data signals to the corresponding mating plug connector.
  • a plug connector or mating plug connector can be a plug, a built-in plug, a socket, a coupling or an adapter.
  • the term "connector” or “mating connector” used in the context of the invention is representative of all variants.
  • connectors and electrical cables for the automotive industry and for vehicles are subject to high demands on their robustness and the safety of the plug connections.
  • Electromobility in particular poses major challenges for the automotive industry and its suppliers, since high levels of electrical power have to be transmitted in the vehicles via the cables or plug-in connections.
  • the thermal load and the resulting waste heat, which is associated with the high current flow, is considerable.
  • the contact resistance between the electrical conductor of the cable and the contact element and between the contact element of the connector and the mating contact element of the mating connector should be as low as possible.
  • High-voltage connectors are used in the vehicle sector, especially in electric and/or hybrid vehicles, to supply a vehicle battery with charging current in order to use the stored energy from the Remove battery and supply an electrical consumer or to connect multiple batteries or battery modules with each other.
  • a high-voltage connector In addition to safe and preferably low-impedance electrical connections within the connector and at the transition to the mating connector, a high-voltage connector must also be easy and inexpensive to produce due to the mass suitability of the connector.
  • the plug connection in particular a high-voltage plug connection or a plug connection for transmitting safety-relevant control signals, should be mechanically robust and reliably secured against unintentional opening.
  • the contact between a high-voltage cable and a high-voltage plug connector is typically made via a contact sword, which is mechanically connected to the electrical conductor of the electrical cable.
  • the attachment of the contact blade to the electrical conductor is, however, comparatively complex and expensive. Furthermore, the resulting contact resistance is often not ideal.
  • a welded-on contact blade As an alternative to a welded-on contact blade, it is also known to make contact in a contact area with a mating contact element of a mating connector in the form of a plate with an electrical conductor designed as a stranded wire made up of several individual wires.
  • the electrical conductor itself can thus serve as a contact element.
  • the compacting of the stranded wire is comparatively susceptible to tolerances and therefore generally leads to a more or less uneven contact surface, as a result of which the electrical and mechanical connection with the mating contact element of the mating connector can be impaired.
  • a contact element designed as a compacted stranded wire it is complex to provide suitable latching means for latching with the connector housing.
  • US 2015/075863 A1 relates to an electrical conductor equipped with a connecting piece.
  • US 2020/169052 A1 relates to a technique for ultrasonically welding an electrical conductor to an electrical terminal.
  • DE 10 2017 106 742 B3 relates to a connection of a connecting line with a stranded line, in which a connecting part has a first metallic surface made of a first metal material and a second metallic surface made of a second metal material that is different from the first metal material, the stranded line being formed from a metal material is, the connecting part encasing the stranded line, with the first metallic surface adjoining the stranded line, is laid around the stranded line, and the connecting part is at least positively connected to the stranded line.
  • US 2020/350708 A1 relates to a terminal-attached electric wire and wire harness, and JP 2011 081918 A to a water stop structure for an electric wire.
  • the object of the present invention is to provide a ready-made electrical cable which is preferably used for the transmission of high electrical currents with low contact resistance, and which is particularly suitable for mass production but can still be produced with high precision.
  • a ready-made electrical cable for an electrical plug connector is provided.
  • the assembled electrical cable has an electrical conductor which is in the form of a strand made up of a number of individual wires and which has at least one end section which is compacted in the form of a plate.
  • the thickness of the plate-like compacted end portion can be much smaller than the width and the length of the plate-like compacted end portion.
  • the electrical cable can in particular be a high-voltage cable or a high-voltage line for vehicle technology for the transmission of high currents, for example with voltages of 1,500 volts or more.
  • the assembled electrical cable according to the invention can be used particularly advantageously in electrically driven vehicles, for example in electric vehicles or hybrid vehicles.
  • the assembled electrical cable can have a cable sheath encasing the electrical conductor.
  • the electrical conductor can be exposed (stripped) from the cable sheath in the region of its end section.
  • the assembled cable can have any number of electrical conductors, for example one inner conductor, two inner conductors or more inner conductors, three inner conductors or more inner conductors, four inner conductors or more inner conductors, five inner conductors or more inner conductors.
  • an outer conductor can also be provided.
  • the invention is described below essentially using a ready-made electrical cable that has exactly one inner conductor. However, this is not to be understood as limiting.
  • the inner conductor or inner conductors can be arranged coaxially to the central axis of the cable. However, the inner conductor or conductors can also be distributed uniformly around the central axis of the cable.
  • the assembled electrical cable preferably has exactly one inner conductor that runs inside the cable sheath.
  • shielding can be provided, for example a braided cable shield that is spaced apart from the inner conductor by means of a dielectric material and/or a cable foil.
  • the assembled electrical cable has an elongate contact element (the length of the contact element can therefore be greater than the width along a longitudinal axis), with at least one side surface that forms a first connecting surface that is connected to the compacted end section of the electrical conductor, as well as with at least one further side surface facing away from the first connecting surface, which forms a first contact surface for contacting a mating contact surface of a mating contact element of a mating connector.
  • the stranded wire is compacted in the form of a plate, a particularly good electrical connection to the contact element can result, in particular since the contacting surface between the electrical conductor and the contact element is particularly large.
  • the contact element can be produced with high precision, for example with a precisely defined size and geometry of the contact surface, which can have a significantly better surface quality in comparison with the corresponding side surface of the plate-shaped compacted end section. Furthermore, the contact element can cover protruding individual wires that have not been sufficiently compacted.
  • the combination proposed according to the invention of a compacted end section of a stranded wire with a contact element attached thereto combines the advantages of the high current transferability associated with the compacting of the stranded wire with the advantages of a contact surface that can be produced particularly precisely by a separate contact element.
  • connection between the contact area and the electrical conductor can be robust and low-impedance and consequently suitable for the transmission of particularly high currents.
  • the contact surface and/or the counter-contact surface can preferably each be a completely contiguous surface. However, several individual contact surfaces and/or mating contact surfaces can also be provided.
  • the contact element is designed as a contact plate.
  • the thickness of the contact sheet can be, for example, 0.1 mm to 2.0 mm, preferably 0.3 mm to 1.0 mm, particularly preferably 0.4 mm to 0.6 mm.
  • the use of a contact plate can represent a particularly economical solution. Due to the plate-shaped compaction of the electrical conductor on the one hand and the use of a contact sheet on the other hand, maximum material savings can be made possible with extremely precise manufacture and sufficient dimensional stability at the same time. In addition, the space required for the contact area of the assembled electrical cable can advantageously be reduced.
  • the contact element can also be designed as a contact plate.
  • the use of a plurality of small contact plates, which are arranged distributed over the plate-shaped compacted end section, can also be provided.
  • an arbitrarily designed contact element can be provided.
  • the contact element is particularly preferably not designed as a contact sleeve.
  • the contact element in particular the contact plate, can be designed in one piece, for example as a stamped and bent part.
  • the contact sheet can also be deep-drawn or produced in some other way.
  • the contact plate is preferably produced as a stamped and bent part.
  • the contact element and the individual wires of the electrical conductor are made of the same material.
  • the contact element and/or the individual wires of the electrical conductor are preferably made of aluminum or copper. In principle, however, any material that is suitable for transmitting high currents can be provided.
  • the contact element has a coating.
  • a silver coating is preferably provided.
  • the contact element can preferably be coated by strip electroplating.
  • the contact resistance can be further improved by a coating. If the contact element is made of aluminum, for example, this can sometimes tend to oxidize in the area of the contact surface. This can be avoided by the coating, for example the silver coating.
  • the contact surface is preferably a planar, flat surface.
  • the first contact surface can also be curved or round.
  • a curved first contact surface can be suitable in particular for contacting the contact lamellae mentioned below or for forming the contact lamellae.
  • further side surfaces of the contact element form respective further connecting surfaces, the contact element preferably having a total of two to five connecting surfaces which are each connected to the compacted end section of the electrical conductor.
  • a second connecting surface, a third connecting surface, a fourth connecting surface and/or a fifth connecting surface can be provided.
  • each of the connecting surfaces is connected to a different corresponding side surface of the compacted end portion.
  • the contact element can preferably be folded over an edge of the plate-shaped compacted end section.
  • the contact element can be folded over two edges of the compacted end section, in particular be U-shaped.
  • the contact element can be folded over three edges of the compacted end section, for example.
  • a connecting surface of the contact element is connected to an end face of the plate-shaped compacted end section or is wrapped around an edge of the end face.
  • the contacting possibilities can be increased, for example further contact surfaces for contacting one or more mating contact elements can be provided and/or an improved covering of the compacted end section can be provided, for example to cover protruding individual wires.
  • the at least one connecting surface is aligned parallel to a corresponding side surface of the compacted end section, to which the connecting surface is connected.
  • the at least one connecting surface is preferably connected to the corresponding side surface of the compacted end section over its entire surface.
  • a parallel alignment of the connecting surface to the corresponding side surface, in particular a full-surface connection, can further reduce the contact resistance and enable the transmission of even higher currents.
  • the contact surfaces are preferably each arranged parallel to their corresponding connecting surfaces.
  • the at least one connecting surface is materially connected to the compacted end section.
  • a material connection between the connection surface and the compacted end section can enable a particularly low transition resistance.
  • the compacted end section and the contact element can be connected to one another in a particularly robust manner in this way. Corrosion of the transition region between the contact element and the electrical conductor can also possibly be avoided, in particular if the material connection is a gas-tight material connection.
  • a screw connection, rivet connection or crimp connection between the electrical conductor and the contact element can preferably be dispensed with within the scope of the invention.
  • the electrical conductor can preferably be non-detachably connected to the contact element, as a result of which the electrical conductor can no longer be removed from the contact element without being destroyed.
  • the gas-tight connection already mentioned can be provided between the connecting surface of the contact element and the corresponding side surface of the plate-shaped compacted end section.
  • the at least one connecting surface completely covers a corresponding side surface of the compacted end section to which the connecting surface is connected.
  • the contact surface for contacting the counter-contact surface of the counter-contact element can be enlarged.
  • protruding individual wires can be covered comprehensively.
  • a further side surface of the contact element forms a second contact surface for contacting a mating contact surface of a mating contact element of a mating connector.
  • further contact surfaces can also be provided, for example a third contact surface, a fourth contact surface and/or a fifth contact surface.
  • the use of two contact surfaces, which are arranged on opposite sides of the compacted end section when the contact element is in the connected state with the plate-shaped compacted end section, can be advantageous for contacting with the mating connector, for example to enable pliers-like contacting on both sides.
  • the at least one contact surface of the contact element is designed as a primarily flat surface for surface contacting with the counter-contact surface.
  • a contact element can be designed in the manner of a contact sword, in combination with the advantages according to the invention.
  • the at least one contact surface of the contact element has one or more contact lamellae, which are at least partially elastic in the contacting direction, for contacting the counter-contact surface.
  • contact lamellae can increase the contact force to the mating contact element and thus improve the power transmission.
  • the contact surface can in principle have any rigid and/or elastic projections on the contact surface (e.g. ribs). In the simplest case, however, a planar contact can be provided, i. H. the contact surface can be completely planar or flat.
  • the contact lamellae can be punched out of the contact surface of the contact element, for example.
  • the contact lamellae can also be fastened individually or in groups on the contact surface of the contact element.
  • the use of a separate contact lamellar element, which is introduced between the contact surface and the mating contact surface and is optionally fixed in the connector, on the assembled cable, in the mating connector or on the mating contact element, can also be advantageous.
  • At least one of the contact surfaces or that the at least one contact surface has at least one first latching means for latching with a corresponding second latching means of the connector or connector housing in order to ensure mutual latching between the assembled cable and provide the connector or connector housing when the assembled cable is mounted in the connector or connector housing.
  • the holding force of the assembled, assembled cable in the plug connector can be increased by the latching means and primary and/or secondary latching can be provided in an advantageous manner.
  • first latching means and corresponding second latching means can be provided.
  • the first latching means is designed as a spring clip punched out of the contact surface.
  • the connector in particular the connector housing of the connector, can have a corresponding latching recess or a corresponding latching lug have, in or behind which the spring shackles can engage in the assembled state of the assembled cable.
  • the first latching means is designed as a latching lug or latching hook formed on the contact surface.
  • the plug connector in particular the plug connector housing of the plug connector, can have an elastic spring clip which is able to snap in behind the latching lug or behind the latching hook when the assembled cable is in the assembled state.
  • the first latching means is designed as a latching recess within the contact surface.
  • the plug connector in particular the plug connector housing of the plug connector, can have an elastic spring clip which is able to snap in behind the latching lug or behind the latching hook when the assembled cable is in the assembled state.
  • any latching means can be provided which, in combination, enable a suitable latching between the assembled electrical cable and the connector or the connector housing.
  • the contact element can also have latching elements for latching with the mating contact element and/or mating connector.
  • the connector housing can be latched to a mating connector housing of the mating connector.
  • the contact element has further functional elements.
  • the at least one contact surface can have at least one coding element, for example a coding element punched out of the contact surface, in order to provide mechanical coding between the contact element and a counter-coding element of the connector or connector housing. In this way it can be ensured that only a contact element approved for connection to the connector or a ready-made electrical cable can be installed in the connector or connector housing, and/or that the installation takes place with correct alignment and positioning.
  • the electrical conductor has a conductor cross section greater than 10 mm 2 , preferably greater than 30 mm 2 , particularly preferably greater than 60 mm 2 , for example greater than 90 mm 2 or also greater than 200 mm 2 .
  • a conductor cross-section can be provided which is suitable for electrical energy transmission in high-voltage technology, i.e. for the transmission of high electrical currents (for example 100 A to 2 kA) with AC voltages of 30 V to 1 kV or more or DC voltages of 60 V to 1 5 kV or more, especially in automotive engineering.
  • the individual wires of the electrical conductor are welded to one another in order to form the plate-shaped, compacted end section
  • the strands may be pressure welded, resistance welded, or fusion welded together.
  • any material connection techniques are possible.
  • the invention also relates to a connector arrangement, having a ready-made electrical cable according to the statements above and below and the electrical connector.
  • the plate-shaped compacted end section can be accommodated within the connector, preferably within a connector housing of the connector.
  • the connector housing can in particular be a plastic housing, preferably made of a stiff plastic or hard plastic.
  • the connector housing can preferably be produced by means of an injection molding process or a deep-drawing process. Provision can be made for the connector housing to be designed in one piece or preferably in multiple pieces.
  • the connector housing can be designed to provide protection against accidental contact for the conductive components of the connector.
  • the proposed electrical connector is particularly advantageous as a high-voltage connector, especially for use in electric mobility.
  • a cell module connector interface for connecting battery cell modules, for example, can advantageously be provided by the electrical plug connector, with a particularly advantageous configuration of the contacting.
  • the assembled electrical cable can advantageously be used as a busbar replacement.
  • the contact element in particular a contact plate
  • a particularly economical and at the same time high-quality contacting option can be provided.
  • the contact element can have a smooth contact surface that can be produced precisely, with the contact resistance between the electrical conductor and the contact element being able to be particularly low due to the compaction of the stranded wire.
  • the contact can also be particularly robust and able to absorb high cable tensile forces, for example tensile forces greater than 100 N.
  • the invention also relates to a method for assembling an electrical cable, having at least the following method steps:
  • the invention also relates to a device for assembling an electrical cable for carrying out the above-mentioned method.
  • the values and parameters described here are deviations or fluctuations of ⁇ 10% or less, preferably ⁇ 5% or less, more preferably ⁇ 1% or less, and very particularly preferably ⁇ 0.1% or less of the respectively named Include value or parameter, provided that these deviations in the implementation of the invention in practice excluded are.
  • the specification of ranges by means of initial and final values also includes all those values and fractions that are enclosed by the range specified in each case, in particular the initial and final values and a respective mean value.
  • Figure 1 shows a connector assembly according to the invention from a ready-made electrical cable and an electrical connector, in a lateral sectional view;
  • FIG. 2 shows a front view of a ready-made electrical cable according to the invention, according to a first exemplary embodiment
  • FIG. 3 shows the assembled electrical cable of FIG. 2 in a side view
  • FIG. 4 shows a front view of a ready-made electrical cable according to the invention, according to a second exemplary embodiment
  • FIG. 5 shows a perspective view of a ready-made electrical cable according to the invention
  • FIG. 6 shows the assembled electrical cable of FIG. 5 in an end view
  • FIG. 7 shows a front view of a ready-made electrical cable according to the invention, according to a fourth exemplary embodiment
  • FIG. 8 shows a perspective view of a contact element for use with an electrical cable assembled according to the invention according to a fifth exemplary embodiment, with different configurations of first latching means
  • FIG. 9 shows a side view of a further contact element for use with an electrical cable assembled according to the invention with a first latching means designed as a latching lug;
  • FIG. 10 shows a further connector arrangement according to the invention made up of a ready-made electrical cable and an electrical connector, in a front-side sectional view;
  • FIG. 11 shows a further connector arrangement according to the invention made up of a ready-made electrical cable and an electrical connector, in a lateral sectional representation
  • FIG. 12 shows a further connector arrangement according to the invention made up of a ready-made electrical cable and an electrical connector, in a lateral sectional view.
  • Figure 1 shows a connector assembly 1, having an inventive assembled electrical cable 2 and an electrical connector 3.
  • the electrical connector 3 has a connector housing 4, in which the assembled electrical cable 2 is accommodated with at least one end.
  • the cable 2 can preferably be inserted into the connector housing 4 along a mounting direction M.
  • connection to a corresponding mating connector 5 takes place along a plug-in direction S, which runs orthogonally to the mounting direction M, which, however, is not to be understood as limiting.
  • a mating connector housing 6 of mating connector 5 is shown in dashed lines in FIG. 1, and a mating contact element 7 of mating connector 5 is also shown.
  • the invention is particularly suitable for use in high-voltage technology in vehicles, for example for the electrical connection between individual batteries, battery modules and/or electrical loads such as electric motors.
  • the assembled electrical cable 2 which is only to be understood as an example, extends along a longitudinal axis L and has a single electrical conductor 8 which is routed within a cable sheath 9 .
  • a cable jacket 9 is not absolutely necessary.
  • the electrical conductor 8 preferably has a conductor cross-section greater than 10 mm 2 , in particular greater than 30 mm 2 , particularly preferably greater than 60 mm 2 , for example also larger than 90 mm 2 .
  • other conductor cross sections can also be provided. Provision can also be made for the electrical cable 2 to have more than one electrical conductor 8 .
  • the electrical conductor 8 is designed as a stranded wire made up of several individual wires and is compacted in a plate-like manner in an end section 10, see also Figures 2 and 3, for example. resistance welded or fusion welded.
  • the proposed assembled electrical cable 2 has an elongate contact element.
  • the contact elements are each designed as contact plates 11, preferably with a thickness between 0.3 mm and 1.0 mm, particularly preferably with a thickness between 0.4 mm and 0.6 mm.
  • any desired contact element can be provided, for example a plate-shaped contact element.
  • the contact element or contact plate 11 and the individual wires of the electrical conductor 8 can be made of the same material, for example aluminum or copper.
  • the contact element or contact sheet 11 can also have a coating, preferably a silver coating (not shown).
  • Figures 2 and 3 show a first exemplary embodiment of the assembled electrical cable 2.
  • the contact plate 11 has a side surface which forms a first connecting surface 12 which is connected to the compacted end section 10 or to a corresponding side surface of the compacted end section 10 of the electrical conductor 8 connected is.
  • the contact plate 11 also has a side surface facing away from the first connecting surface 12, which forms a first contact surface 13 for contacting a mating contact surface 14 (see, for example, FIG. 10) of the mating contact element 7 of the mating connector 5.
  • a particularly low-impedance electrical connection between the electrical conductor 8 and the contact element or contact plate 11 can be provided via the first connecting surface 12 on the one hand, and a particularly smooth, flat first contact surface 13 for contacting with the mating contact element 7 on the other will.
  • Figures 4 to 8 show some variants of the contact element designed as a contact plate 11 to make it clear that other side surfaces of the contact element or contact plate 11 can also form additional connection surfaces 15, 17, 18, 19, for example a total of two to five connection surfaces 15, 17, 18, 19 connected to the compacted end portion 10 of the electrical conductor 8, respectively.
  • the contact plate 11 has the first connecting surface 12 and a further, second connecting surface 15, with the contact plate 11 being wrapped around an edge of the plate-shaped, compacted end section 10 of the electrical conductor 8.
  • This edge can preferably be that of the mating contact element 7 act during the plugging process facing edge of the contact plate 11. In this way it can be avoided that protruding individual wires negatively influence the plugging process.
  • the number of contact surfaces does not necessarily have to correspond to the number of connecting surfaces 12 , 15 , 17 , 18 , 19 .
  • the first contact surface 13 and only optionally a second contact surface 16 are preferably provided (for example if a pincer-like contact with the counter-contact element 7 or a contact with a plurality of counter-contact elements 7 is provided).
  • the contact surfaces 13, 16 are generally arranged along the main surfaces of the plate-like compacted end sections 10 (cf., for example, FIGS. 2 and 7).
  • FIG. 5 and 6 a further exemplary embodiment is shown as an example, according to which, in addition to the first connecting surface 12 and the second connecting surface 15, a third connecting surface 17 is also provided in order to form a U-shaped contact plate 11, which wraps around two edges of the plate-shaped compacted end section 10 is turned over.
  • a fourth connecting surface 18 (cf. FIG. 7) can also be provided.
  • the contact plate 11 or assembled electrical cable 2 shown as an example in FIG. 7 can thus advantageously be contacted from both sides and/or be used in a modular manner and independently of the orientation.
  • the contact plate 11 can in principle be produced in any way, but is preferably produced as a stamped and bent part.
  • a deep-drawn contact element 11 can also be suitable.
  • the contact sheet 11 is produced as a stamped and bent part and is to have four connecting surfaces 12, 15, 17, 18, it can optionally be provided that any adjoining edges between two connecting surfaces 12, 15, 17, 18 or within a connecting surface 12, 15, 17, 18 to be connected to one another with a material fit, ie to close any production-related gap between or within the connecting surfaces 12, 15, 17, 18, for example by means of a laser welding process.
  • An end face connection of the contact plate 11 to an end face of the plate-shaped compacted end section 10 can also be provided.
  • a fifth connecting surface 19 is provided for this purpose in FIG.
  • the respective connecting surfaces 12, 15, 17, 18, 19 run parallel to the corresponding side surfaces of the compacted end section 10 and are connected to the corresponding side surfaces of the compacted end section 10 over their entire surface.
  • the connection is preferably materially bonded, very particularly preferably gas-tight.
  • the connecting surfaces 12, 15, 17, 18, 19 completely cover the respective corresponding side surface of the compacted end section 10.
  • the axial length LK of the connecting surface 12, 15, 17, 18, 19 can thus correspond to the axial length of the compacted end section 10 (cf. FIG. 3).
  • the connecting surfaces 12, 15, 17, 18, 19 and/or the entire contact element or contact plate 11 can also have a shorter axial length LK and thus only extend over a partial area of the axial length of the compacted end section 10.
  • several contact elements or contact sheets 11 or connecting surfaces 12, 15, 17, 18, 19 can also be connected to the same corresponding side surface of the compacted end section 10.
  • the at least one contact surface 13, 16 has at least one first latching means for latching with a corresponding second latching means of the Connector housing 4 has to provide mutual locking when the assembled electrical cable 2 is fully inserted into the connector 3.
  • 9 and 11 exemplary latching means are shown.
  • the first latching means can be designed as a spring clip 20 punched out in the contact surface 13, 16 (cf. Figures 8 and 11), which is able to latch behind a latching lug or other edge of the connector housing 4 (cf. Figure 11) in order to secure the assembled electrical cable 2 to be secured against being pulled out in the opposite direction to the mounting direction M.
  • latching recesses 22 can also be formed in the contact surface 13, 16 (see FIGS. 8 and 12) into which the corresponding second latching means of the connector housing 4, for example latching lugs and/or spring tabs, are able to latch (not shown).
  • latching lugs 21 are formed on the contact surface 13, 16, behind which the spring shackles (not shown) of the connector housing 4 are able to latch, complementary to the variant shown in FIG.
  • the contact surface 13, 16 of the contact element or of the contact plate 11 can also have other functional elements.
  • a mechanical coding between the assembled electrical cable 2 and the connector housing 4 is indicated in FIG. 12 as an example.
  • the contact surface 13, 16 have coding elements 23, for example punched-out coding elements 23, which in counter-coding elements 24 of the connector housing 4 only in one predefined positioning and/or orientation can be inserted. Furthermore, it can be ensured in this way that only suitable or permissible electrical cables 2 can be accommodated in the connector housing 4 .
  • the contact between mating contact element 7 and contact element or contact plate 11 is preferably orthogonal to the mounting direction M of the assembled electrical cable 2.
  • full-surface contact can be provided, as indicated in Figure 1, after which the contact surface 13, 16 of the contact element or contact sheet 11 is designed as a primarily flat surface for surface contacting with the mating contact surface 14.
  • the contact surface 13, 16 and/or the counter-contact surface 14 preferably has an orthogonal directional component for mutual contact, for example contact lamellae 25.
  • the contacting by means of contact lamellae 25 is shown in FIG. 10 by way of example. Provision can be made for one or more contact lamellae 25, which are at least partially elastic in the contacting direction, to be formed from the contact surface 13, 16 itself, for example punched out. Alternatively, separate contact lamellae 25 can be applied to the contact surface 13, 16. It is also possible to introduce a separate contact lamellar element 26 with several contact lamellae 25 (cf. FIG. 11) between the contact surface 13, 16 and the mating contact surface 14, in particular to mount it captively in the connector housing 4. Through the use of contact lamellae 25, the contact pressure between the contact element or contact plate 11 and counter-contact element 7 can be increased and the contact can thus be improved.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein konfektioniertes elektrisches Kabel (2) für einen elektrischen Steckverbinder (3), aufweisend einen elektrischen Leiter (8), der als Litze aus mehreren Einzeldrähten ausgebildet ist, und der zumindest einen plattenförmig kompaktierten Endabschnitt (10) aufweist. Es ist vorgesehen, dass das konfektionierte elektrische Kabel (2) ein längliches Kontaktelement (11) aufweist, mit zumindest einer Seitenfläche, die eine erste Verbindungsfläche (12) ausbildet, die mit dem kompaktierten Endabschnitt (10) des elektrischen Leiters (8) verbunden ist, und mit zumindest einerweiteren, von der ersten Verbindungsfläche (12) abgewandten Seitenfläche, die eine erste Kontaktfläche (13) zur Kontaktierung einer Gegenkontaktfläche (14) eines Gegenkontaktelements (7) eines Gegensteckverbinders (5) ausbildet. Die zumindest eine Kontaktfläche (13, 16) weist jeweils wenigstens ein erstes Rastmittel (20, 21, 22) zur Verrastung mit einem korrespondierenden zweiten Rastmittel des elektrischen Steckverbinders (3) auf, um eine gegenseitige Verrastung zwischen dem konfektionierten Kabel (2) und dem elektrischen Steckverbinder (3) bereitzustellen, wenn das konfektionierte Kabel (2) in dem Steckverbinder (3) montiert ist.

Description

Konfektioniertes elektrisches Kabel und Steckverbinderanordnunq
Die vorliegende Anmeldung nimmt die Priorität der europäischen Patentanmeldung Nr. 21 169 672.9 in Anspruch, deren Inhalt durch Verweis hierin vollständig mit aufgenommen wird.
Die Erfindung betrifft ein konfektioniertes elektrisches Kabel für einen elektrischen Steckverbinder, aufweisend einen elektrischen Leiter, der als Litze aus mehreren Einzeldrähten ausgebildet ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .
Die Erfindung betrifft außerdem eine Steckverbinderanordnung, aufweisend ein konfektioniertes elektrisches Kabel und einen elektrischen Steckverbinder.
Bei der Konfektionierung von Kabeln werden deren Enden, insbesondere die Enden deren Innenleiter, zur Montage in einem elektrischen Steckverbinder vorbereitet. Bei diesem Vorgang werden die elektrischen Leiter häufig definiert abgelängt, abisoliert und mit einem oder mehreren Kontaktelementen versehen. Beispielsweise kann im Rahmen der Kabelkonfektionierung ein Kontaktelement des späteren Steckverbinders mit einem innerhalb eines Kabelmantels geführten elektrischen Leiter elektrisch und mechanisch verbunden und später in einem Steckverbindergehäuse des Steckverbinders montiert werden. Das fertig montierte Kontaktelement kann dann innerhalb des Steckverbinders zur Kontaktierung mit einem Gegenkontaktelement eines Gegensteckverbinders verwendbar sein.
Aus der Elektrotechnik sind verschiedene elektrische Steckverbinder bekannt. Elektrische Steckverbinder dienen bekanntermaßen dazu, elektrische Versorgungssignale und/oder Datensignale an die korrespondierenden Gegensteckverbinder zu übertragen. Bei einem Steckverbinder bzw. Gegensteckverbinder kann es sich im Rahmen der Erfindung um einen Stecker, um einen Einbaustecker, um eine Buchse, um eine Kupplung oder um einen Adapter handeln. Die im Rahmen der Erfindung verwendete Bezeichnung "Steckverbinder" bzw. "Gegensteckverbinder" steht stellvertretend für alle Varianten.
Insbesondere an Steckverbinder und elektrische Kabel für die Automobilindustrie bzw. für Fahrzeuge werden hohe Anforderungen an deren Robustheit und die Sicherheit der Steckverbindungen gestellt. Vor allem die Elektromobilität stellt die Automobilindustrie und deren Zulieferer vor große Herausforderungen, da in den Fahrzeugen über die Kabel bzw. über die Steckverbindungen hohe elektrische Leistungen übertragen werden müssen. Die thermische Belastung bzw. die entstehende Abwärme, die mit dem hohen Stromfluss einhergeht, ist erheblich. Demnach sollte zur Reduzierung der Verlustwärme der Übergangswiderstand zwischen dem elektrischen Leiter des Kabels und dem Kontaktelement sowie zwischen dem Kontaktelement des Steckverbinders und dem Gegenkontaktelement des Gegensteckverbinders möglichst gering sein.
Hochvoltsteckverbinder werden im Fahrzeugbereich vor allem bei Elektro- und/oder Hybridfahrzeugen eingesetzt, um eine Fahrzeugbatterie mit Ladestrom zu versorgen, um die gespeicherte Energie aus der Batterie zu entnehmen und einem elektrischen Verbraucher zuzuführen oder um mehrere Batterien bzw. Batteriemodule untereinander zu verbinden.
Neben sicheren und vorzugsweise niederohmigen elektrischen Verbindungen innerhalb des Steckverbinders und beim Übergang zu dem Gegensteckverbinder muss ein Hochvoltsteckverbinder aufgrund der Massentauglichkeit der Steckverbindung aber auch einfach und kostengünstig herstellbar sein. Außerdem sollte die Steckverbindung, insbesondere eine Hochvoltsteckverbindung oder eine Steckverbindung zur Übertragung von sicherheitsrelevanten Steuersignalen, mechanisch robust und gegen ein unbeabsichtigtes Öffnen verlässlich gesichert sein.
Die Kontaktierung zwischen einem Hochvoltkabel und einem Hochvoltsteckverbinder erfolgt typischerweise über ein Kontaktschwert, welches mit dem elektrischen Leiter des elektrischen Kabels mechanisch verbunden ist. Die Befestigung des Kontaktschwerts an dem elektrischen Leiter ist allerdings vergleichsweise aufwändig und kostenintensiv. Ferner ist der resultierende Übergangswiderstand häufig nicht ideal.
Als Alternative zu einem angeschweißten Kontaktschwert ist es auch bekannt, einen als Litze aus mehreren Einzeldrähten ausgebildeten elektrischen Leiter in einem Kontaktbereich zur Kontaktierung mit einem Gegenkontaktelement eines Gegensteckverbinders plattenförmig zu kontaktieren. Der elektrische Leiter kann somit selbst als Kontaktelement dienen. Die Kompaktierung der Litze ist allerdings vergleichsweise toleranzanfällig und führt deshalb in der Regel zu einer mehr oder weniger unebenen Kontaktfläche, wodurch die elektrische und mechanische Verbindung mit dem Gegenkontakt-element des Gegensteckverbinders beeinträchtigt werden kann. Außerdem ist es bei einem als kompaktierte Litze ausgebildeten Kontaktelement aufwändig, geeignete Rastmittel zur Verrastung mit dem Steckverbindergehäuse vorzusehen.
Zum weiteren technischen Hintergrund sei noch auf die folgenden Druckschriften verwiesen. Die US 2015/075863 A1 betrifft einen mit einem Anschlussstück ausgerüsteten elektrischen Leiter. Die US 2020/169052 A1 bezieht sich auf eine Technik zum Ultraschallschweißen eines elektrischen Leiters an einen elektrischen Anschluss. Die DE 10 2017 106 742 B3 betrifft eine Verbindung einer Anschlussleitung mit einer Litzenleitung, bei der ein Anschlussteil eine erste metallische Oberfläche aus einem ersten Metallwerkstoff und eine zweite metallische Oberfläche aus einem von dem ersten Metallwerkstoff verschiedenen zweiten Metallwerkstoff aufweist, die Litzenleitung aus einem Metallwerkstoff gebildet ist, das Anschlussteil die Litzenleitung ummantelnd, mit der ersten metallischen Oberfläche an die Litzenleitung angrenzend, um die Litzenleitung gelegt ist, und das Anschlussteil mit der Litzenleitung zumindest formschlüssig verbunden ist. Die US 2020/350708 A1 betrifft ein elektrisches Kabel mit angebrachtem Anschluss und einen Kabelbaum und die JP 2011 081918 A eine Wasserstoppstruktur für ein elektrisches Kabel.
In Anbetracht des bekannten Stands der Technik besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein konfektioniertes elektrisches Kabel bereitzustellen, das sich vorzugsweise zur Übertragung hoher elektrischer Ströme bei geringem Übergangswiderstand eignet, und das insbesondere massentauglich aber dennoch mit hoher Präzision herstellbar ist.
Schließlich ist es auch Aufgabe der Erfindung, eine Steckverbinderanordnung bereitzustellen, deren elektrischer Steckverbinder sich vorzugsweise zur Übertragung hoher elektrischer Ströme bei geringem Übergangswiderstand eignet, und die insbesondere massentauglich aber dennoch mit hoher Präzision herstellbar ist.
Die Aufgabe wird für das konfektionierte elektrische Kabel mit den in Anspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst. Bezüglich der Steckverbinderanordnung wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 14 gelöst. Die abhängigen Ansprüche und die nachfolgend beschriebenen Merkmale betreffen vorteilhafte Ausführungsformen und Varianten der Erfindung.
Es ist ein konfektioniertes elektrisches Kabel für einen elektrischen Steckverbinder vorgesehen. Das konfektionierte elektrische Kabel weist einen elektrischen Leiter auf, der als Litze aus mehreren Einzeldrähten ausgebildet ist, und der zumindest einen plattenförmig kompaktierten Endabschnitt aufweist.
Die Dicke des plattenförmig kompaktierten Endabschnitts kann sehr viel kleiner sein als die Breite und die Länge des plattenförmig kompaktierten Endabschnitts.
Bei dem elektrischen Kabel kann es sich insbesondere um ein Hochvoltkabel bzw. um eine Hochvoltleitung für die Fahrzeugtechnik zur Übertragung von hohen Strömen, beispielsweise mit Spannungen von 1 .500 Volt oder mehr, handeln. Das erfindungsgemäße konfektioniertes elektrisches Kabel kann besonders vorteilhaft in elektrisch angetriebenen Fahrzeugen, beispielsweise in Elektrofahrzeugen oder Hybridfahrzeugen, eingesetzt werden.
Das konfektionierte elektrische Kabel kann einen den elektrischen Leiter umhüllenden Kabelmantel aufweisen. Der elektrische Leiter kann in diesem Fall im Bereich seines Endabschnitts von dem Kabelmantel freigelegt (abisoliert) sein.
Grundsätzlich kann das konfektionierte Kabel eine beliebige Anzahl elektrische Leiter aufweisen, beispielsweise einen Innenleiter, zwei Innenleiter oder mehr Innenleiter, drei Innenleiter oder mehr Innenleiter, vier Innenleiter oder mehr Innenleiter, fünf Innenleiter oder mehr Innenleiter. Optional kann auch ein Außenleiter vorgesehen sein. Die Erfindung ist nachfolgend im Wesentlichen anhand eines konfektionierten elektrischen Kabels beschrieben, das genau einen Innenleiter aufweist. Dies ist jedoch nicht einschränkend zu verstehen. Der oder die Innenleiter können koaxial zu der Mittelachse des Kabels angeordnet sein. Der oder die Innenleiter können aber auch gleichmäßig um die Mittelachse des Kabels verteilt angeordnet sein. Vorzugsweise weist das konfektionierte elektrische Kabel genau einen Innenleiter auf, der innerhalb des Kabelmantels verläuft. Optional kann eine Schirmung vorgesehen sein, beispielsweise ein mittels eines dielektrischen Materials von dem Innenleiter beabstandetes Kabelschirmgeflecht und/oder eine Kabelfolie.
Erfindungsgemäß weist das konfektionierte elektrische Kabel ein längliches Kontaktelement auf (die Länge des Kontaktelements kann also entlang einer Längsachse größer sein als die Breite), mit zumindest einer Seitenfläche, die eine erste Verbindungsfläche ausbildet, die mit dem kompaktierten Endabschnitt des elektrischen Leiters verbunden ist, sowie mit zumindest einerweiteren, von der ersten Verbindungsfläche abgewandten Seitenfläche, die eine erste Kontaktfläche zur Kontaktierung einer Gegenkontaktfläche eines Gegenkontaktelements eines Gegensteckverbinders ausbildet.
Dadurch, dass die Litze plattenförmig kompaktiert ist, kann sich eine besonders gute elektrische Verbindung zu dem Kontaktelement ergeben, insbesondere da die Kontaktierungsfläche zwischen dem elektrischen Leiter und dem Kontaktelement besonders groß ist. Das Kontaktelement kann mit hoher Präzision herstellbar sein, beispielsweise mit einer genau definierten Größe und Geometrie der Kontaktfläche, die im Vergleich mit der korrespondierenden Seitenfläche des plattenförmig kompaktierten Endabschnitts eine deutlich bessere Oberflächenqualität aufweisen kann. Ferner kann das Kontaktelement abstehende Einzeldrähte, die nicht ausreichend kompaktiert wurden, abdecken. Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Kombination eines kompaktierten Endabschnitts einer Litze mit einem daran befestigten Kontaktelement kombiniert die Vorteile der mit der Kompaktierung der Litze einhergehenden hohen Stromübertragbarkeit mit den Vorteilen einer durch ein separates Kontaktelement besonders präzise herstellbaren Kontaktfläche.
Die Verbindung zwischen dem Kontaktbereich und dem elektrischen Leiter kann robust und niederohmig und in Folge zur Übertragung besonders hoher Ströme geeignet sein.
Bei der Kontaktfläche und/oder bei der Gegenkontaktfläche kann es sich vorzugsweise jeweils um eine vollständig zusammenhängende Fläche handeln. Es können aber auch mehrere einzelne Kontaktflächen und/oder Gegenkontaktflächen vorgesehen sein.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Kontaktelement als Kontaktblech ausgebildet ist. Die Dicke des Kontaktblechs kann beispielsweise 0,1 mm bis 2,0 mm, vorzugsweise 0,3 mm bis 1 ,0 mm, besonders bevorzugt 0,4 mm bis 0,6 mm, betragen.
Insbesondere die Verwendung eines Kontaktblechs kann eine besonders wirtschaftliche Lösung darstellen. Durch die plattenförmige Kompaktierung des elektrischen Leiters einerseits und die Verwendung eines Kontaktblechs andererseits kann maximale Materialeinsparung bei gleichzeitig äußerst präziser Fertigung und ausreichender Formstabilität ermöglicht werden. Auf vorteilhafte Weise kann außerdem der Bauraumbedarf für den Kontaktbereich des konfektionierten elektrischen Kabels reduziert sein.
Das Kontaktelement kann auch als Kontaktplättchen ausgebildet sein. Insbesondere kann auch die Verwendung mehrerer Kontaktplättchen, die über den plattenförmig kompaktierten Endabschnitt verteilt angeordnet sind, vorgesehen sein.
Grundsätzlich kann ein beliebig ausgebildetes Kontaktelement vorgesehen sein. Besonders bevorzugt ist das Kontaktelement allerdings nicht als Kontakthülse ausgebildet.
Das Kontaktelement, insbesondere das Kontaktblech, kann einteilig ausgebildet sein, beispielsweise als Stanz-Biegeteil. Das Kontaktblech kann allerdings auch tiefgezogen oder auf sonstige Weise hergestellt sein. Bevorzugt ist das Kontaktblech allerdings als Stanz-Biegeteil hergestellt.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Kontaktelement und die Einzeldrähte des elektrischen Leiters aus demselben Material ausgebildet sind.
Vorzugsweise ist das Kontaktelement und/oder sind die Einzeldrähte des elektrischen Leiters aus Aluminium oder Kupfer ausgebildet. Grundsätzlich kann allerdings ein beliebiges Material vorgesehen sein, das sich zur Übertragung hoher Ströme eignet.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Kontaktelement eine Beschichtung aufweist. Vorzugsweise ist eine Silberbeschichtung vorgesehen. Das Kontaktelement kann vorzugsweise mittels Bandgalvanik beschichtet werden.
Durch eine Beschichtung kann der Übergangswiderstand weiter verbessert sein. Wenn das Kontaktelement beispielsweise aus Aluminium ausgebildet ist, kann dieses im Bereich der Kontaktfläche mitunter zur Oxidation neigen. Dies kann durch die Beschichtung, beispielsweise die Silberbeschichtung, vermieden werden.
Die Kontaktfläche ist vorzugsweise eine planare, ebene Fläche. Die erste Kontaktfläche kann allerdings auch gewölbt oder rund ausgebildet sein. Eine gewölbt ausgebildete erste Kontaktfläche kann sich insbesondere zur Kontaktierung der nachfolgend noch genannten Kontaktlamellen eignen oder die Kontaktlamellen ausbilden.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass weitere Seitenflächen des Kontaktelements jeweilige weitere Verbindungsflächen ausbilden, wobei das Kontaktelement vorzugsweise insgesamt zwei bis fünf Verbindungsflächen aufweist, die mit dem kompaktierten Endabschnitt des elektrischen Leiters jeweils verbunden sind. Beispielsweise kann neben der ersten Verbindungsfläche eine zweite Verbindungsfläche, eine dritte Verbindungsfläche, eine vierte Verbindungsfläche und/oder eine fünfte Verbindungsfläche vorgesehen sein. Vorzugsweise ist jede der Verbindungsflächen mit einer anderen korrespondierenden Seitenfläche des kompaktierten Endabschnitts verbunden.
Insofern zwei Verbindungsflächen (also z. B. die erste Verbindungsfläche und die zweite Verbindungsfläche) vorgesehen sind, kann das Kontaktelement vorzugsweise um eine Kante des plattenförmig kompaktierten Endabschnitts umgeschlagen sein.
Insofern drei Verbindungsflächen (also z. B. die erste Verbindungsfläche, die zweite Verbindungsfläche und die dritte Verbindungsfläche) vorgesehen sind, kann das Kontaktelement um zwei Kanten des kompaktierten Endabschnitts umgeschlagen sein, insbesondere U-förmig ausgebildet sein.
Insofern vier Verbindungsflächen (also z. B. die erste Verbindungsfläche, die zweite Verbindungsfläche, die dritte Verbindungsfläche und die vierte Verbindungsfläche) vorgesehen sind, kann das Kontaktelement beispielsweise um drei Kanten des kompaktierten Endabschnitts umgeschlagen sein.
Es kann auch vorgesehen sein, dass eine Verbindungsfläche des Kontaktelements mit einer Stirnfläche des plattenförmig kompaktierten Endabschnitts verbunden ist oder um eine Kante der Stirnfläche umgeschlagen ist.
Durch die Verwendung mehrerer Verbindungsflächen können einerseits die Kontaktierungsmöglichkeiten erhöht werden, beispielsweise weitere Kontaktflächen zur Kontaktierung eines oder mehrerer Gegenkontaktelemente bereitgestellt werden und/oder eine verbesserte Umhüllung des kompaktierten Endabschnitts bereitgestellt werden, um beispielsweise abstehende Einzeldrähte abzudecken.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die zumindest eine Verbindungsfläche parallel zu einer korrespondierenden Seitenfläche des kompaktierten Endabschnitts ausgerichtet ist, mit der die Verbindungsfläche verbunden ist.
Vorzugsweise ist die zumindest eine Verbindungsfläche vollflächig mit der korrespondierenden Seitenfläche des kompaktierten Endabschnitts verbunden.
Eine parallele Ausrichtung der Verbindungsfläche zu der korrespondierenden Seitenfläche, insbesondere eine vollflächige Verbindung, kann den Übergangswiderstand weiter verringern und die Übertragung noch höherer Ströme ermöglichen.
Vorzugsweise sind die Kontaktflächen jeweils parallel zu deren korrespondierenden Verbindungsflächen angeordnet. In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die zumindest eine Verbindungsfläche stoffschlüssig mit dem kompaktierten Endabschnitt verbunden ist.
Eine stoffschlüssige Verbindung zwischen Verbindungsfläche und kompaktiertem Endabschnitt kann einen besonders geringen Übergangswiderstand ermöglichen. Außerdem können der kompaktierte Endabschnitt und das Kontaktelement auf diese Weise besonders robust miteinander verbunden sein. Auch eine Korrosion des Übergangsbereichs zwischen Kontaktelement und elektrischem Leiter kann ggf. vermieden werden, insbesondere wenn die stoffschlüssige Verbindung eine gasdichte stoffschlüssige Verbindung ist.
Auf eine Schraubverbindung, Nietverbindung oder Crimpverbindung zwischen dem elektrischen Leiter und dem Kontaktelement kann im Rahmen der Erfindung vorzugsweise verzichtet werden.
Der elektrische Leiter kann vorzugsweise unlösbar mit dem Kontaktelement verbunden sein, wodurch sich der elektrische Leiter nicht mehr zerstörungsfrei von dem Kontaktelement entfernen lässt. Insbesondere kann die bereits erwähnte, gasdichte Verbindung zwischen der Verbindungsfläche des Kontaktelement und der korrespondierenden Seitenfläche des plattenförmig kompaktierten Endabschnitts vorgesehen sein.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die zumindest eine Verbindungsfläche eine korrespondierende Seitenfläche des kompaktierten Endabschnitts, mit dem die Verbindungsfläche verbunden ist, vollständig abdeckt.
Auf diese Weise kann die Kontaktfläche zur Kontaktierung der Gegenkontaktfläche des Gegenkontaktelements vergrößert werden. Außerdem können abstehende Einzeldrähten umfassend überdeckt werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass eine weitere Seitenfläche des Kontaktelements eine zweite Kontaktfläche zur Kontaktierung einer Gegenkontaktfläche eines Gegenkontaktelements eines Gegensteckverbinders ausbildet.
Grundsätzlich können auch noch weitere Kontaktflächen vorgesehen sein, beispielsweise eine dritte Kontaktfläche, eine vierte Kontaktfläche und/oder eine fünfte Kontaktfläche.
Insbesondere die Verwendung von zwei Kontaktflächen, die im Falle des verbundenen Zustands des Kontaktelements mit dem plattenförmig kompaktierten Endabschnitt auf voneinander abgewandten Seiten des kompaktierten Endabschnitts angeordnet sind, kann für die Kontaktierung mit dem Gegensteckverbinder vorteilhaft sein, beispielsweise um eine beidseitige, zangenartige Kontaktierung zu ermöglichen. In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die zumindest eine Kontaktfläche des Kontaktelements als vornehmlich ebene Fläche zur flächigen Kontaktierung mit der Gegenkontaktfläche ausgebildet ist.
Auf diese Weise kann ein Kontaktelement in der Art eines Kontaktschwerts ausgebildet sein, in Kombination mit den erfindungsgemäßen Vorteilen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass die zumindest eine Kontaktfläche des Kontaktelements eine oder mehrere in Kontaktierungsrichtung zumindest teilweise elastisch ausgebildete Kontaktlamelle für die Kontaktierung mit der Gegenkontaktfläche aufweist.
Die Verwendung von Kontaktlamellen kann die Kontaktkraft zu dem Gegenkontaktelement erhöhen und damit die Stromübertragung verbessern. Alternativ zur Verwendung von Kontaktlamellen kann die Kontaktfläche grundsätzlich beliebige starre und/oder elastische Vorsprünge auf der Kontaktfläche aufweisen (z. B. Rippen). Im einfachsten Fall kann allerdings eine flächige Kontaktierung vorgesehen sein, d. h. die Kontaktfläche kann vollständig plan bzw. eben sein.
Die Kontaktlamellen können beispielsweise aus der Kontaktfläche des Kontaktelements ausgestanzt sein. Die Kontaktlamellen können allerdings auch einzeln oder in Gruppen auf der Kontaktfläche des Kontaktelements befestigt sein. Auch die Verwendung eines separaten Kontaktlamellenelements, das zwischen die Kontaktfläche und die Gegenkontaktfläche eingebracht wird, und optional in dem Steckverbinder, an dem konfektionierten Kabel, in dem Gegensteckverbinder oder an dem Gegenkontaktelement fixiert ist, kann vorteilhaft sein.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass wenigstens eine der Kontaktflächen oder dass die zumindest eine Kontaktfläche jeweils wenigstens ein erstes Rastmittel zur Ver- rastung mit einem korrespondierenden zweiten Rastmittel des Steckverbinders bzw. Steckverbindergehäuses aufweist, um eine gegenseitige Verrastung zwischen dem konfektionierten Kabel und dem Steckverbinder bzw. Steckverbindergehäuse bereitzustellen, wenn das konfektionierte Kabel in dem Steckverbinder bzw. Steckverbindergehäuse montiert ist.
Durch die Rastmittel kann die Haltekraft des montierten konfektionierten Kabels in dem Steckverbinder erhöht und auf vorteilhafte Weise eine Primär- und/oder Sekundärverrastung bereitgestellt werden.
Grundsätzlich können beliebig viele erste Rastmittel und korrespondierende zweite Rastmittel vorgesehen sein.
In einer Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass das erste Rastmittel als aus der Kontaktfläche ausgestanzte Federlasche ausgebildet ist. Der Steckverbinder, insbesondere das Steckverbindergehäuse des Steckverbinders, kann eine korrespondierende Rastausnehmung oder eine korrespondierende Rastnase aufweisen, in die bzw. hinter der die Federlaschen im montierten Zustand des konfektionierten Kabels einzurasten vermag.
In einer Weiterbildung kann alternativ oder zusätzlich auch vorgesehen sein, dass das erste Rastmittel als auf der Kontaktfläche ausgebildete Rastnase bzw. Rasthaken ausgebildet ist. Der Steckverbinder, insbesondere das Steckverbindergehäuse des Steckverbinders, kann eine elastische Federlasche aufweisen, die hinter der Rastnase bzw. hinter dem Rasthaken im montierten Zustand des konfektionierten Kabels einzurasten vermag.
In einer Weiterbildung kann alternativ oder zusätzlich auch vorgesehen sein, dass das erste Rastmittel als Rastausnehmung innerhalb der Kontaktfläche ausgebildet ist. Der Steckverbinder, insbesondere das Steckverbindergehäuse des Steckverbinders, kann eine elastische Federlasche aufweisen, die hinter der Rastnase bzw. hinter dem Rasthaken im montierten Zustand des konfektionierten Kabels einzurasten vermag.
Die vorstehend genannten Ausgestaltungen und Kombinationen der Rastmittel sind lediglich beispielhaft zu verstehen. Grundsätzlich können beliebige Rastmittel vorgesehen sein, die in Kombination eine geeignete Verrastung zwischen dem konfektionierten elektrischen Kabel und dem Steckverbinder bzw. dem Steckverbindergehäuse ermöglichen.
Optional, jedoch nicht bevorzugt, kann das Kontaktelement auch Rastelemente zur Verrastung mit dem Gegenkontaktelement und/oder Gegensteckverbinder aufweisen. Allerdings kann das Steckverbindergehäuse mit einem Gegensteckverbindergehäuse des Gegensteckverbinders verrastbar sein.
In einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Kontaktelement weitere Funktionselemente aufweist. Beispielsweise kann die zumindest eine Kontaktfläche zumindest ein Kodierungselement aufweisen, beispielsweise ein aus der Kontaktfläche ausgestanztes Kodierungselement, um eine mechanische Kodierung zwischen dem Kontaktelement und einem Gegenkodierungselement des Steckverbinders bzw. Steckverbindergehäuses bereitzustellen. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass lediglich ein zur Verbindung mit dem Steckverbinder zugelassenes Kontaktelement bzw. konfektioniertes elektrisches Kabel in dem Steckverbinder bzw. Steckverbindergehäuse montierbar ist, und/oder dass die Montage mit einer korrekten Ausrichtung und Positionierung erfolgt.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der elektrische Leiter einen Leiterquerschnitt größer als 10 mm2 aufweist, vorzugsweise größer als 30 mm2, besonders bevorzugt größer als 60 mm2, beispielsweise größer als 90 mm2 oder auch größer als 200 mm2. Insbesondere kann ein Leiterquerschnitt vorgesehen sein, der sich für eine elektrische Energieübertragung in der Hochvolttechnik eignet, also zur Übertragung hoher elektrischer Ströme (beispielsweise 100 A bis 2 kA) bei Wechselspannungen von 30 V bis 1 kV oder mehr oder Gleichspannungen von 60 V bis 1 ,5 kV oder mehr, insbesondere in der Fahrzeugtechnik. In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Einzeldrähte des elektrischen Leiters miteinander verschweißt sind, um den plattenförmig kompaktierten Endabschnitt auszubilden
Vorzugsweise können die Einzeldrähte miteinander pressverschweißt, widerstandsverschweißt oder schmelzverschweißt sein. Grundsätzlich sind jedoch beliebige stoffschlüssige Verbindungstechniken möglich.
Die Erfindung betrifft auch eine Steckverbinderanordnung, aufweisend ein konfektioniertes elektrisches Kabel gemäß den vorstehenden und nachfolgenden Ausführungen und den elektrischen Steckverbinder.
Der plattenförmig kompaktierte Endabschnitt kann innerhalb des Steckverbinders, vorzugsweise innerhalb eines Steckverbindergehäuses des Steckverbinders, aufgenommen sein. Bei dem Steckverbindergehäuse kann es sich insbesondere um ein Kunststoffgehäuse handeln, vorzugsweise aus einem steifen Kunststoff bzw. aus Hartplastik. Das Steckverbindergehäuse kann vorzugsweise mittels eines Spritzgussverfahrens oder eines Tiefziehverfahrens hergestellt sein. Es kann vorgesehen sein, dass das Steckverbindergehäuse einteilig oder vorzugsweise mehrteilig ausgebildet ist. Das Steckverbindergehäuse kann ausgebildet sein, um einen Berührschutz für die leitfähigen Komponenten des Steckverbinders bereitzustellen.
Der vorgeschlagene elektrische Steckverbinder eignet sich besonders vorteilhaft als Hochvoltsteckverbinder, insbesondere zur Verwendung im Rahmen der Elektromobilität. Auf vorteilhafte Weise kann durch den elektrischen Steckverbinder beispielsweise ein Zellmodulverbinder-Interface zur Verbindung von Batteriezellmodulen bereitgestellt werden, bei besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Kontaktierung.
Auf vorteilhafte Weise kann das konfektionierte elektrische Kabel als Stromschienenersatz verwendbar sein. Durch das Kompaktieren der Litze in Kombination mit dem Aufbringen des Kontaktelements, insbesondere eines Kontaktbleches, kann eine besonders wirtschaftlich und gleichzeitig hochwertige Kontaktierungsmöglichkeit bereitgestellt werden. Das Kontaktelement kann eine glatte, präzise herstellbare Kontaktfläche aufweisen, wobei der Übergangswiderstand zwischen dem elektrischen Leiter und dem Kontaktelement durch die Kompaktierung der Litze besonders gering sein kann. Die Kontaktierung kann auf diese Weise auch besonders robust sein und vermag hohe Kabelzugkräfte abzufangen, beispielsweise Zugkräfte größer als 100 N.
Es kann vorgesehen sein, dass der Steckverbinder eines oder mehrere Federelemente aufweist, die ausgebildet und angeordnet sind, um einen Kontaktdruck zwischen zumindest der ersten Kontaktfläche und der korrespondierenden Gegenkontaktfläche des Gegenkontaktelements zu erzeugen, wenn der Steckverbinder mit dem Gegensteckverbinder verbunden ist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Konfektionierung eines elektrischen Kabels, aufweisend zumindest die nachfolgenden Verfahrensschritte:
Plattenförmiges Kompaktieren eines als Litze aus mehreren Einzeldrähten ausgebildeten elektrischen Leiters in einem Endabschnitt des elektrischen Leiters; und
Verbinden eines länglichen Kontaktelements mit dem plattenförmig kompaktierten Endabschnitt, indem zumindest eine von einer ersten Kontaktfläche abgewandte Seitenfläche des Kontaktelements, die eine erste Verbindungsfläche ausbildet, mit dem kompaktierten Endabschnitt des elektrischen Leiters verbunden wird.
Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Konfektionierung eines elektrischen Kabels zur Durchführung des vorstehend genannten Verfahrens.
Merkmale, die im Zusammenhang mit einem der Gegenstände der Erfindung, namentlich gegeben durch das erfindungsgemäße konfektionierte elektrische Kabel, die Steckverbinderanordnung und das Verfahren sowie die Vorrichtung zur Konfektionierung, beschrieben wurden, sind auch für die anderen Gegenstände der Erfindung vorteilhaft umsetzbar. Ebenso können Vorteile, die im Zusammenhang mit einem der Gegenstände der Erfindung genannt wurden, auch auf die anderen Gegenstände der Erfindung bezogen verstanden werden.
Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass Begriffe wie "umfassend", "aufweisend" oder "mit" keine anderen Merkmale oder Schritte ausschließen. Ferner schließen Begriffe wie "ein" oder "das", die auf eine Einzahl von Schritten oder Merkmalen hinweisen, keine Mehrzahl von Merkmalen oder Schritten aus - und umgekehrt.
In einer puristischen Ausführungsform der Erfindung kann allerdings auch vorgesehen sein, dass die in der Erfindung mit den Begriffen "umfassend", "aufweisend" oder "mit" eingeführten Merkmale abschließend aufgezählt sind. Dementsprechend kann eine oder können mehrere Aufzählungen von Merkmalen im Rahmen der Erfindung als abgeschlossen betrachtet werden, beispielsweise jeweils für jeden Anspruch betrachtet. Die Erfindung kann beispielsweise ausschließlich aus den in Anspruch 1 genannten Merkmalen bestehen.
Es sei erwähnt, dass Bezeichnungen wie "erstes" oder "zweites" etc. vornehmlich aus Gründen der Unterscheidbarkeit von jeweiligen Vorrichtungs- oder Verfahrensmerkmalen verwendet werden und nicht unbedingt andeuten sollen, dass sich Merkmale gegenseitig bedingen oder miteinander in Beziehung stehen.
Ferner sei betont, dass die vorliegend beschriebenen Werte und Parameter Abweichungen oder Schwankungen von ±10% oder weniger, vorzugsweise ±5% oder weniger, weiter bevorzugt ±1% oder weniger, und ganz besonders bevorzugt ±0,1% oder weniger des jeweils benannten Wertes bzw. Parameters mit einschließen, sofern diese Abweichungen bei der Umsetzung der Erfindung in der Praxis nicht ausgeschlossen sind. Die Angabe von Bereichen durch Anfangs- und Endwerte umfasst auch all diejenigen Werte und Bruchteile, die von dem jeweils benannten Bereich eingeschlossen sind, insbesondere die Anfangs- und Endwerte und einen jeweiligen Mittelwert.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher beschrieben.
Die Figuren zeigen jeweils bevorzugte Ausführungsbeispiele, in denen einzelne Merkmale der vorliegenden Erfindung in Kombination miteinander dargestellt sind. Merkmale eines Ausführungsbeispiels sind auch losgelöst von den anderen Merkmalen des gleichen Ausführungsbeispiels umsetzbar und können dementsprechend von einem Fachmann ohne Weiteres zu weiteren sinnvollen Kombinationen und Unterkombinationen mit Merkmalen anderer Ausführungsbeispiele verbunden werden.
In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen.
Es zeigen schematisch:
Figur 1 eine erfindungsgemäße Steckverbinderanordnung aus einem konfektionierten elektrischen Kabel und einem elektrischen Steckverbinder, in einer seitlichen Schnittdarstellung;
Figur 2 ein erfindungsgemäßes konfektioniertes elektrischen Kabel in einer stirnseitigen Darstellung, gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
Figur 3 das konfektionierte elektrische Kabel der Figur 2 in einer Seitenansicht;
Figur 4 ein erfindungsgemäßes konfektioniertes elektrischen Kabel in einer stirnseitigen Darstellung, gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
Figur 5 ein erfindungsgemäßes konfektioniertes elektrischen Kabel in einer perspektivischen
Darstellung, gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel;
Figur 6 das konfektionierte elektrische Kabel der Figur 5 in einer stirnseitigen Darstellung;
Figur 7 ein erfindungsgemäßes konfektioniertes elektrischen Kabel in einer stirnseitigen Darstellung, gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel;
Figur 8 ein Kontaktelement zur Verwendung mit einem erfindungsgemäß konfektionierten elektrischen Kabel gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel, mit verschiedenen Ausgestaltungen von ersten Rastmitteln in einer perspektivischen Darstellung; Figur 9 ein weiteres Kontaktelement zur Verwendung mit einem erfindungsgemäß konfektionierten elektrischen Kabel mit einem als Rastnase ausgebildeten ersten Rastmittel in einer Seitenansicht;
Figur 10 eine weitere erfindungsgemäße Steckverbinderanordnung aus einem konfektionierten elektrischen Kabel und einem elektrischen Steckverbinder, in einer stirnseitigen Schnittdarstellung;
Figur 11 eine weitere erfindungsgemäße Steckverbinderanordnung aus einem konfektionierten elektrischen Kabel und einem elektrischen Steckverbinder, in einer seitlichen Schnittdarstellung; und
Figur 12 eine weitere erfindungsgemäße Steckverbinderanordnung aus einem konfektionierten elektrischen Kabel und einem elektrischen Steckverbinder, in einer seitlichen Schnittdarstellung.
Figur 1 zeigt eine Steckverbinderanordnung 1 , aufweisend ein erfindungsgemäßes konfektioniertes elektrisches Kabel 2 und einen elektrischen Steckverbinder 3. Der elektrische Steckverbinder 3 weist ein Steckverbindergehäuse 4 auf, in dem das konfektionierte elektrische Kabel 2 mit zumindest einem Ende aufgenommen ist. Das Kabel 2 kann hierzu vorzugsweise entlang einer Montagerichtung M in das Steckverbindergehäuse 4 eingeführt werden.
Die Verbindung mit einem korrespondierenden Gegensteckverbinder 5 erfolgt im Ausführungsbeispiel entlang einer Steckrichtung S, die orthogonal zu der Montagerichtung M verläuft, was allerdings nicht einschränkend zu verstehen ist. Beispielhaft ist ein Gegensteckverbindergehäuse 6 des Gegensteckverbinders 5 in Figur 1 strichliniert dargestellt und außerdem auch ein Gegenkontaktelement 7 des Gegensteckverbinders 5 gezeigt. Die Erfindung eignet sich besonders zur Verwendung in der Hochvolttechnik in Fahrzeugen, beispielsweise zur elektrischen Verbindung zwischen einzelnen Batterien, Batteriemodulen und/oder elektrischen Verbrauchern, wie Elektromotoren.
Das nur beispielhaft zu verstehende, konfektionierte elektrische Kabel 2 erstreckt sich entlang einer Längsachse L und weist einen einzigen elektrischen Leiter 8 auf, der innerhalb eines Kabelmantels 9 geführt ist. Ein Kabelmantel 9 ist allerdings nicht unbedingt erforderlich. Zur Eignung in der Hochvolttechnik, insbesondere zur Übertragung hoher elektrischer Ströme größer als 10 Ampere und mehr, weist der elektrische Leiter 8 vorzugsweise einen Leiterquerschnitt größer als 10 mm2 auf, insbesondere größer als 30 mm2, besonders bevorzugt größer als 60 mm2, beispielweise auch größer als 90 mm2. Grundsätzlich können allerdings auch andere Leiterquerschnitte vorgesehen sein. Es kann auch vorgesehen sein, dass das elektrische Kabel 2 mehr als einen elektrischen Leiter 8 aufweist. Der elektrische Leiter 8 ist als Litze aus mehreren Einzeldrähten ausgebildet und in einem Endabschnitt 10 plattenförmig kompaktiert, vgl. beispielsweise auch die Figuren 2 und 3. Zur Ausbildung des plattenförmig kompaktierten Endabschnitts 10 sind die Einzeldrähte des elektrischen Leiters 8 vorzugsweise miteinander verschweißt, beispielweise pressverschweißt, widerstandsverschweißt oder schmelzverschweißt.
Das vorgeschlagene konfektionierte elektrische Kabel 2 weist ein längliches Kontaktelement auf. In den Ausführungsbeispielen sind die Kontaktelemente jeweils als Kontaktbleche 11 ausgebildet, vorzugsweise mit einer Dicke zwischen 0,3 mm und 1 ,0 mm, besonders bevorzugt mit einer Dicke zwischen 0,4 mm und 0,6 mm. Grundsätzlich kann allerdings ein beliebiges Kontaktelement vorgesehen sein, beispielsweise auch ein plattenförmiges Kontaktelement. Das Kontaktelement bzw. Kontaktblech 11 und die Einzeldrähte des elektrischen Leiters 8 können aus demselben Material ausgebildet sein, beispielsweise aus Aluminium oder Kupfer. Zur Verbesserung des Übergangswiderstands kann das Kontaktelement bzw. Kontaktblech 11 außerdem eine Beschichtung aufweisen, vorzugsweise eine Silberbeschichtung (nicht dargestellt).
Die Figuren 2 und 3 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel des konfektionierten elektrischen Kabels 2. Das Kontaktblech 11 weist eine Seitenfläche auf, die eine erste Verbindungsfläche 12 ausbildet, die mit dem kompaktierten Endabschnitt 10 bzw. mit einer korrespondierenden Seitenfläche des kompaktierten Endabschnitts 10 des elektrischen Leiters 8 verbunden ist. Das Kontaktblech 11 weist außerdem eine von der ersten Verbindungsfläche 12 abgewandte Seitenfläche auf, die eine erste Kontaktfläche 13 zur Kontaktierung einer Gegenkontaktfläche 14 (vgl. beispielsweise Figur 10) des Gegenkontaktelements 7 des Gegensteckverbinders 5 ausbildet.
Durch die plattenförmige Kompaktierung des Endabschnitts 10 der Litze kann über die erste Verbindungsfläche 12 einerseits eine besonders niederohmige elektrische Verbindung zwischen dem elektrischen Leiter 8 und dem Kontaktelement bzw. Kontaktblecht 11 und andererseits eine besonders glatte, ebene erste Kontaktfläche 13 zur Kontaktierung mit dem Gegenkontaktelement 7 bereitgestellt werden.
In den Figuren 4 bis 8 sind einige Varianten des als Kontaktblech 11 ausgebildeten Kontaktelements gezeigt um zu verdeutlichen, dass auch noch weitere Seitenflächen des Kontaktelements bzw. Kontaktblechs 11 jeweilige weitere Verbindungsflächen 15, 17, 18, 19 ausbilden können, beispielsweise insgesamt zwei bis fünf Verbindungsflächen 15, 17, 18, 19, die mit dem kompaktierten Endabschnitt 10 des elektrischen Leiters 8 jeweils verbunden sind.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 4 ist beispielsweise vorgesehen, dass das Kontaktblech 11 die erste Verbindungsfläche 12 und eine weitere, zweite Verbindungsfläche 15 aufweist, wobei das Kontaktblech 11 um eine Kante des plattenförmig kompaktierten Endabschnitts 10 des elektrischen Leiters 8 umgeschlagen ist. Bei dieser Kante kann es sich vorzugsweise um die dem Gegenkontaktelement 7 während des Steckvorgangs zugewandte Kante des Kontaktblechs 11 handeln. Auf diese Weise kann vermieden werden, dass abstehende Einzeldrähte den Steckvorgang negativ beeinflussen.
Es kann vorgesehen sein, dass auf der von der jeweiligen Verbindungsfläche 12, 15, 17, 18, 19 abgewandten Seitenfläche des Kontaktelements bzw. Kontaktblechs 11 jeweils eine Kontaktfläche ausgebildet ist. Die Anzahl Kontaktflächen muss allerdings nicht unbedingt der Anzahl Verbindungsflächen 12, 15, 17, 18, 19 entsprechen. Vorzugsweise sind die erste Kontaktfläche 13 und lediglich optional eine zweite Kontaktfläche 16 vorgesehen (beispielsweise, wenn eine zangenartige Kontaktierung mit dem Gegenkontaktelement 7 oder eine Kontaktierung mit mehreren Gegenkontaktelementen 7 vorgesehen ist). Die Kontaktflächen 13, 16 sind in der Regel entlang den Hauptflächen der plattenförmig kompak- tierten Endabschnitte 10 angeordnet (vgl. beispielsweise Figuren 2 und 7).
In den Figuren 5 und 6 ist beispielhaft ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, wonach neben der ersten Verbindungsfläche 12 und der zweiten Verbindungsfläche 15 noch eine dritte Verbindungsfläche 17 vorgesehen ist, um ein U-förmiges Kontaktblech 11 auszubilden, das um zwei Kanten des plattenförmig kompaktierten Endabschnitts 10 umgeschlagen ist.
Auch eine vierte Verbindungsfläche 18 (vgl. Figur 7) kann vorgesehen sein. Das beispielhaft in Figur 7 dargestellte Kontaktblech 11 bzw. konfektionierte elektrische Kabel 2 kann damit vorteilhaft von beiden Seiten kontaktierbar und/oder modular und unabhängig von der Orientierung verwendbar sein.
An dieser Stelle sei erwähnt, dass das Kontaktblech 11 grundsätzlich beliebig hergestellt sein kann, vorzugsweise aber als Stanz-Biegeteil hergestellt ist. Insbesondere (aber nicht ausschließlich) bei Verwendung von vier Verbindungsflächen 12, 15, 17, 18, wie in Figur 7 dargestellt, kann aber auch ein tiefgezogenes Kontaktelement 11 geeignet sein. Insofern das Kontaktelement 11 tiefgezogen ist, kann es vorteilhaft sein, beim Tiefziehen darauf zu achten, dass voneinander abgewandte Verbindungsflächen (in Figur 7 die erste Verbindungsfläche 12 und die vierte Verbindungsfläche 18, sowie die zweite Verbindungsfläche 15 und die dritte Verbindungsfläche 17) möglichst ihre Parallelität zueinander bewahren. Insofern das Kontaktblech 11 als Stanz-Biegeteil hergestellt ist und vier Verbindungsflächen 12, 15, 17, 18 aufweisen soll, kann optional vorgesehen sein, etwaige aneinander angrenzende Kanten zwischen zwei Verbindungsflächen 12, 15, 17, 18 oder innerhalb einer Verbindungsfläche 12, 15, 17, 18 stoffschlüssig miteinander zu verbinden, also eine etwaige herstellungsbedingte Lücke zwischen oder innerhalb von den Verbindungsflächen 12, 15, 17, 18 zu schließen, beispielsweise mittels eines Laserschweißverfahrens.
Es kann auch eine stirnseitige Verbindung des Kontaktblechs 11 mit einer Stirnseite des plattenförmig kompaktierten Endabschnitts 10 vorgesehen sein. Beispielhaft ist hierzu in Figur 8 eine fünfte Verbindungsfläche 19 vorgesehen. In den Ausführungsbeispielen verlaufen die jeweiligen Verbindungsflächen 12, 15, 17, 18, 19 parallel zu den korrespondierenden Seitenflächen des kompaktierten Endabschnitts 10 und sind vollflächig mit den korrespondierenden Seitenflächen des kompaktierten Endabschnitts 10 verbunden. Die Verbindung ist vorzugsweise stoffschlüssig, ganz besonders bevorzugt gasdicht.
Es kann, wie in den Ausführungsbeispielen dargestellt, vorgesehen sein, dass die Verbindungsflächen 12, 15, 17, 18, 19 die jeweils korrespondierende Seitenfläche des kompaktierten Endabschnitts 10 vollständig abdecken. Die axiale Länge LK der Verbindungsfläche 12, 15, 17, 18, 19 kann somit der axialen Länge des kompaktierten Endabschnitts 10 entsprechen (vgl. Figur 3). Die Verbindungsflächen 12, 15, 17, 18, 19 und/oder das gesamte Kontaktelement bzw. Kontaktblech 11 können allerdings auch eine geringere axiale Länge LK aufweisen und sich somit nur über einen Teilbereich der axialen Länge des kompaktierten Endabschnitts 10 erstrecken. Grundsätzlich können auch mehrere Kontaktelemente bzw. Kontaktbleche 11 oder Verbindungsflächen 12, 15, 17, 18, 19 auf derselben korrespondierenden Seitenfläche des kompaktierten Endabschnitts 10 angebunden sein.
Um das konfektionierte elektrische Kabel 2 im Rahmen der Montage in dem Steckverbinder 3 bzw. in dem Steckverbindergehäuse 4 des Steckverbinders 3 zu montieren, kann vorgesehen sein, dass die zumindest eine Kontaktfläche 13, 16 wenigstens ein erstes Rastmittel zur Verrastung mit einem korrespondierenden zweiten Rastmittel des Steckverbindergehäuses 4 aufweist, um eine gegenseitige Verrastung bereitzustellen, wenn das konfektionierte elektrische Kabel 2 vollständig in den Steckverbinder 3 eingeführt ist. In den Figuren 8, 9 und 11 sind beispielhafte Rastmittel dargestellt.
Beispielsweise kann das erste Rastmittel als in der Kontaktfläche 13, 16 ausgestanzte Federlasche 20 ausgebildet sein (vgl. Figuren 8 und 11), die hinter einer Rastnase oder sonstigen Kante des Steckverbindergehäuses 4 (vgl. Figur 11) einzurasten vermag, um das konfektionierte elektrische Kabel 2 gegen Auszug entgegen der Montagerichtung M zu sichern.
Alternativ oder zusätzlich können in der Kontaktfläche 13, 16 auch Rastausnehmungen 22 ausgebildet sein (vgl. Figuren 8 und 12), in die korrespondierende zweite Rastmittel des Steckverbindergehäuses 4, beispielsweise Rastnasen und/oder Federlaschen, einzurasten vermögen (nicht dargestellt).
Es kann auch vorgesehen sein (vgl. Figur 9), dass auf der Kontaktfläche 13, 16 entsprechende Rastnasen 21 ausgebildet sind, hinter die nicht dargestellte Federlaschen des Steckverbindergehäuses 4 einzurasten vermögen, komplementär zu der in Figur 11 dargestellten Variante.
Grundsätzlich kann die Kontaktfläche 13, 16 des Kontaktelements bzw. des Kontaktblechs 11 auch noch weitere funktionelle Elemente aufweisen. Beispielhaft ist in Figur 12 eine mechanische Kodierung zwischen dem konfektionierten elektrischen Kabel 2 und dem Steckverbindergehäuse 4 angedeutet. Hierzu kann die Kontaktfläche 13, 16 Kodierungselemente 23 aufweisen, beispielsweise ausgestanzte Kodierungselemente 23, die in Gegenkodierungselemente 24 des Steckverbindergehäuses 4 nur in einer vordefinierten Positionierung und/oder Ausrichtung einfügbar sind. Ferner kann auf diese Weise sichergestellt sein, dass ausschließlich geeignete bzw. zulässige elektrische Kabel 2 in das Steckverbindergehäuse 4 aufgenommen werden können.
Wie bereits im Rahmen von Figur 1 erwähnt, erfolgt die Kontaktierung zwischen Gegenkontaktelement 7 und Kontaktelement bzw. Kontaktblech 11 vorzugsweise orthogonal zu der Montagerichtung M des konfektionierten elektrischen Kabels 2. Hierzu kann eine vollflächige Kontaktierung vorgesehen sein, wie in Figur 1 angedeutet, wonach die Kontaktfläche 13, 16 des Kontaktelements bzw. Kontaktblechs 11 als vornehmlich ebene Fläche zur flächigen Kontaktierung mit der Gegenkontaktfläche 14 ausgebildet ist. Vorzugsweise weist die Kontaktfläche 13, 16 und/oder die Gegenkontaktfläche 14 zur gegenseitigen Kontaktierung allerdings eine orthogonale Richtungskomponente auf, beispielsweise Kontaktlamellen 25.
Die Kontaktierung mittels Kontaktlamellen 25 ist beispielhaft in Figur 10 dargestellt. Es kann vorgesehen sein, dass eine oder mehrere in Kontaktierungsrichtung zumindest teilweise elastisch ausgebildete Kontaktlamellen 25 aus der Kontaktfläche 13, 16 selbst ausgebildet werden, beispielsweise ausgestanzt sind. Alternativ können auch separate Kontaktlamellen 25 auf die Kontaktfläche 13, 16 aufgebracht werden. Außerdem ist es möglich, ein separates Kontaktlamellenelement 26 mit mehreren Kontaktlamellen 25 (vgl. Figur 11) zwischen die Kontaktfläche 13, 16 und die Gegenkontaktfläche 14 einzubringen, insbesondere in dem Steckverbindergehäuse 4 verliersicher zu montieren. Durch die Verwendung von Kontaktlamellen 25 kann der Kontaktdruck zwischen Kontaktelement bzw. Kontaktblech 11 und Gegenkontaktelement 7 erhöht und damit die Kontaktierung verbessert sein.
In allen Fällen der Kontaktierung zwischen Kontaktelement bzw. Kontaktblech 11 und Gegenkontaktelement 7 kann es von Vorteil sein, eines oder mehrere Federelemente 27 in dem Steckverbindergehäuse 4 und/oder Gegensteckverbindergehäuse 6 vorzusehen, um die Kontaktfläche 13, 16 gegen die Gegenkontaktfläche 14 zu pressen. Entsprechende Federelemente 27 sind beispielhaft in den Figuren 10 und 11 angedeutet.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Konfektioniertes elektrisches Kabel (2) für einen elektrischen Steckverbinder (3), aufweisend einen elektrischen Leiter (8), der als Litze aus mehreren Einzeldrähten ausgebildet ist, und der zumindest einen plattenförmig kompaktierten Endabschnitt (10) aufweist, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h ein längliches Kontaktelement (11), aufweisend zumindest eine Seitenfläche, die eine erste Verbindungsfläche (12) ausbildet, die mit dem kompaktierten Endabschnitt (10) des elektrischen Leiters (8) verbunden ist, sowie zumindest eine weitere, von der ersten Verbindungsfläche (12) abgewandte Seitenfläche, die eine erste Kontaktfläche (13) zur Kontaktierung einer Gegenkontaktfläche (14) eines Gegenkontaktelements (7) eines Gegensteckverbinders (5) ausbildet, wobei die zumindest eine Kontaktfläche (13, 16) jeweils wenigstens ein erstes Rastmittel (20, 21, 22) zur Ver- rastung mit einem korrespondierenden zweiten Rastmittel des elektrischen Steckverbinders (3) aufweist, um eine gegenseitige Verrastung zwischen dem konfektionierten Kabel (2) und dem elektrischen Steckverbinder (3) bereitzustellen, wenn das konfektionierte Kabel (2) in dem Steckverbinder (3) montiert ist.
2. Konfektioniertes elektrisches Kabel (2) nach Anspruch 1 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Kontaktelement als Kontaktblech (11) ausgebildet ist, vorzugsweise mit einer Dicke zwischen 0,3 mm und 1 ,0 mm, besonders bevorzugt mit einer Dicke zwischen 0,4 mm und 0,6 mm.
3. Konfektioniertes elektrisches Kabel (2) nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Kontaktelement (11) und die Einzeldrähte des elektrischen Leiters (8) aus demselben Material ausgebildet sind, vorzugsweise aus Aluminium oder Kupfer.
4. Konfektioniertes elektrisches Kabel (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Kontaktelement (11) eine Beschichtung aufweist, vorzugsweise eine Silberbeschichtung.
5. Konfektioniertes elektrisches Kabel (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass weitere Seitenflächen des Kontaktelements (11) jeweilige weitere Verbindungsflächen (15, 17, 18, 19) ausbilden, wobei das Kontaktelement (11) vorzugsweise insgesamt zwei bis fünf Verbindungsflächen (12, 15, 17, 18, 19) aufweist, die mit dem kompaktierten Endabschnitt (10) des elektrischen Leiters (8) jeweils verbunden sind.
6. Konfektioniertes elektrisches Kabel (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die zumindest eine Verbindungsfläche (12, 15, 17, 18, 19) parallel zu einer korrespondierenden Seitenfläche des kompaktierten Endabschnitts (10) ausgerichtet ist, mit der die Verbindungsfläche (12, 15, 17, 18, 19) verbunden ist, und vorzugsweise vollflächig mit der korrespondierenden Seitenfläche des kompaktierten Endabschnitts (10) verbunden ist.
7. Konfektioniertes elektrisches Kabel (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die zumindest eine Verbindungsfläche (12, 15, 17, 18, 19) stoffschlüssig mit dem kompaktierten Endabschnitt (10) verbunden ist.
8. Konfektioniertes elektrisches Kabel (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die zumindest eine Verbindungsfläche (12, 15, 17, 18, 19) eine korrespondierende Seitenfläche des kompaktierten Endabschnitts (10), mit dem die Verbindungsfläche (12, 15, 17, 18, 19) verbunden ist, vollständig abdeckt.
9. Konfektioniertes elektrisches Kabel (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass eine weitere Seitenfläche des Kontaktelements (11) eine zweite Kontaktfläche (16) zur Kontaktierung einer Gegenkontaktfläche (14) eines Gegenkontaktelements (7) eines Gegensteckverbinders (5) ausbildet.
10. Konfektioniertes elektrisches Kabel (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die zumindest eine Kontaktfläche (13, 16) des Kontaktelements (11) a) als vornehmlich ebene Fläche zur flächigen Kontaktierung mit der Gegenkontaktfläche (14) ausgebildet ist; oder b) eine oder mehrere in Kontaktierungsrichtung zumindest teilweise elastisch ausgebildete Kontaktlamellen (25) für die Kontaktierung mit der Gegenkontaktfläche (14) aufweist.
11. Konfektioniertes elektrisches Kabel (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das erste Rastmittel als aus der Kontaktfläche (13, 16) ausgestanzte Federlasche (20), als auf der Kontaktfläche (13, 16) ausgebildete Rastnase (21) und/oder als Rastausnehmung (22) innerhalb der Kontaktfläche (13, 16) ausgebildet ist.
12. Konfektioniertes elektrisches Kabel (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der elektrische Leiter (8) einen Leiterquerschnitt größer als 10 mm2 aufweist, vorzugsweise größer als 30 mm2, besonders bevorzugt größer als 60 mm2, beispielsweise größer als 90 mm2.
13. Konfektioniertes elektrisches Kabel (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Einzeldrähte des elektrischen Leiters (8) miteinander verschweißt sind, um den plattenförmig kompaktierten Endabschnitt (10) auszubilden, vorzugsweise miteinander pressverschweißt, widerstandsverschweißt oder schmelzverschweißt sind.
14. Steckverbinderanordnung (1), aufweisend ein konfektioniertes elektrisches Kabel (2) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 und den elektrischen Steckverbinder (3), wobei der plattenförmig kompak- tierte Endabschnitt (10) innerhalb eines Steckverbindergehäuses (4) des elektrischen Steckverbinders (3) aufgenommen ist.
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