CN109923623A - 一种用于电气插塞连接器的导电接触元件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于电气插塞连接器的导电接触元件(2)。所述导电接触元件(2)包含用于以可拆卸方式电气接触配合插塞连接器的配合接触元件的接触区域(4)和用于连接电缆的电缆连接区域(6)。所述接触元件(2)包含冷却腔(24)，所述冷却腔通向与所述接触区域(4)相对安排的所述电缆连接区域(6)的远端开口(22)。

Description

一种用于电气插塞连接器的导电接触元件
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述的用于电气插塞连接器的导电接触元件，该电气插塞连接器带有连接在该接触元件上的电缆。
公开的是导电接触元件，该导电接触元件包含用于以可拆卸方式电气接触配合插塞连接器的配合接触元件的接触区域和用于连接电缆的电缆连接区域。
背景技术
为了冷却插塞连接器和插塞连接元件(例如接触元件)，公开的是，在插塞连接器中安排有单独的冷却流体输送装置，该冷却流体输送装置带有单独的冷却体(例如冷却线圈)。
在DE 10 2011 100 389 A1中公开了一种用于向电动车辆或混动车辆的蓄电池传输电能的充电电缆。该充电电缆包含电缆外皮、至少一个第一电流导体和至少一个冷却剂输送装置。第一电流导体和冷却剂输送装置安排在电缆外皮内部。该充电电缆是一种用于直流电传输的电缆。
发明内容
因此，本发明的任务在于为插塞连接器改进接触元件的冷却。
基于本发明的任务通过权利要求1所述的导电接触元件加以解决。
建议的是，接触元件包含冷却腔，该冷却腔通向与接触区域相对安排的电缆连接区域的远端开口。此外，电缆的径向内置软管的远端开口穿过电缆连接区域的远端开口安排在冷却腔内部。
通过所建议的径向内置软管的远端开口在冷却腔内部的安排，能够将通过电缆输送至接触元件的冷却流体送至接触元件中。一方面，这样将该冷却流体送至用于连接电缆的电导体的连接段附近。另一方面，能够将该冷却流体送至用于接触配合接触元件的接触区域附近。由此可以实现接触元件的区域的有效冷却，在这些区域，电气接触会导致在接触元件以及与接触元件相连的部件中生成高热量。尤其地，避免插塞连接器因生成过高的热量而受损，并提高插塞连接器的寿命。
此外，电导体在从电缆末端至电缆末端的整个电缆长度上进行冷却，这在相同的功率传输的情况下可以实现电导体导体横截面的缩减。此外，通过建议的接触元件，介质接头的数量降至最低，由此也降低伴随有冷却流体溢出的泄露风险。
此外，建议的接触元件有助于大幅降低安排冷却元件所需的结构空间，这对相关插塞连接器的总尺寸产生有利的影响。通过建议的接触元件和由此制成的插塞连接器，在对接触元件进行相应冷却时，在电压为1000V的情况下，可以毫无问题地传输350-400A的电流，由此能够为蓄电池提供高的充电效率。通过提供高的充电效率，可以大幅降低例如机动车蓄电池的充电时间。
一种有利的实施方式的特征在于，电缆连接区域包含圆周端连接段，其中，该圆周端连接段安排在基于开口的近端。电缆的电导体与圆周端连接段电气和机械地接触。近端安排的连接段可以实现电导体的与冷却腔同轴的安排。根据此方式方法，能够仅通过电缆连接区域的壁部利用冷却腔内流动的冷却流体对连接段单独冷却。
一种有利的实施方式的特征在于，电缆连接区域包含圆周端密封段。包围径向内侧软管的电缆的软管的远端末端以流体密封的方式安排在密封段处。由此明显降低泄漏风险。
一种有利的实施方式的特征在于，主体包含带有接触衬套的接触区域，其中，冷却腔延伸进入主体内。因此有利地，冷却流体的作用经过主体延伸至接触衬套。
一种有利的备选实施方式的特征在于，冷却腔延伸直至进入接触区域的接触针脚内。根据此方式方法，冷却流体能够流动直至接触针脚的内部，并且由此能够有助于冷却。
一种有利的实施方式的特征在于，冷却腔构成为盲孔。由此，不仅可以降低接触元件的制造成本，也可以降低将电缆安排在接触元件上的安装成本，并且同时能够提供期望的冷却效果。
一种有利的实施方式的特征在于，软管内部的第一体积构成冷却流体的入流或回流段，其中，软管的外壁和冷却腔的内壁之间的第二体积构成冷却流体的回流或入流段。由此实现接触元件成本低廉且有效的冷却。
在一种实施方式中，径向内置软管和包围径向内置软管的软管之间的间隔装置有利地确保回流保持打开。入流优选地安排在内置软管内部的中心位置，这通过冷却流体的稳定的持续流动确保入流保持打开。通过冷却流体回流经过冷却腔的内壁实现电缆连接区域的直接冷却。
本发明的另一个方面涉及一种用于机动车充电的充电站，包含：固定单元、带有至少两个所建议的导电接触元件的插塞连接器和安排在插塞连接器和固定单元之间的充电电缆。
附图说明
本发明的其他有利的实施方式、特征和优点见下文的附图说明。在所有附图中，对于功能上等效的特征，即使在不同的实施方式中，也使用相同的附图标记。在图纸中：
图1示出了导电接触元件的一种例示性纵截面；
图2、3、7和8
分别示出了带有安排在其上的电缆的电缆末端的接触元件的一种例示性纵截面；
图4示出了图2中的电缆的一种横截面；
图5示出了连接装置的一种例示性横截面视图；和
图6以例示性形式示出了用于为机动车蓄电池、尤其是电池组充电的充电站。
具体实施方式
图1示出了用于电气插塞连接器的导电接触元件2的一种例示性纵截面。接触元件2包含用于接触配合插塞连接器的配合接触元件的接触区域4和用于连接未示出的电缆的电缆连接区域6。接触区域4当前是接触衬套8的组成部分，在该接触衬套中通过衬套开口10可插入作为配合插塞连接器的配合接触元件的未示出的接触针脚。接触区域4包含两个在接触衬套8内部实施的环形槽12和14，在这些环形槽中分别可插入环状的、未示出的接触环。这些接触环在插入在接触衬套8中的接触针脚和接触元件2之间形成导电连接。当然，如下所述，接触区域4也能够实施为接触针脚，以便插入作为配合接触元件的衬套中。
当然，也可以考虑其他的接触原理。例如能够使用带槽接触或带有接触弹簧的接触。
在接触区域4和电缆连接区域6之间，接触元件2包含固定段16，该固定段带有槽状的、横向于接触元件2的纵向延伸走向的凹陷18，其中，凹陷18是用于容纳未示出的O形环的槽。借助该O形环，在绝缘体和接触元件2之间形成密封。在固定段16的区域，接触元件2固定在插塞连接器中。
接触区域4和固定段16是主体20的组成部分。从主体20开始，电缆连接区域6基本上成空心圆柱状伸出，并在远端开口22中结束。该远端开口22使冷却腔24打开，该冷却腔沿着接触元件2的中心纵轴26延伸进入主体20内。冷却腔24实施为盲孔。
从开口22出发，在圆周端紧邻直径增大部28。该直径增大部28基本上具有直线状平截头正圆锥体侧面的形状，其中，平截头正圆锥体沿远端方向缩窄。在直径增大部28近端紧邻圆周端环形槽30。直径增大部28和环形槽30构成圆周端的远端密封段32。在密封段32近端紧邻用于接触电缆的电导体的圆周端连接段34。
图2示出了带有安排在其上的电缆36的电缆末端35的接触元件2的一种例示性纵截面。电缆36基本上围绕中心纵轴38同轴构成。电缆36或电缆末端35的中心纵轴38和接触元件2的中心纵轴26当前是同一条纵轴。从该中心纵轴38出发径向向外，电缆36包含第一内侧软管40、沿着中心纵轴38成螺旋状走向的间隔装置42、第二内侧软管44、构成为导体编织物的电导体46和外皮48。沿连接方向50，电缆末端35在开口22前去除外皮。相应地，外皮48在接头52处结束。
包含第二内侧软管44和电导体46的电缆末端35的径向外侧段沿连接方向50在开口22之外围绕接触元件2的电缆连接区域6延伸。因此，电缆末端35的径向外侧段包围接触元件2的电缆连接区域6。第二内侧软管44在其远端末端54的方向以流体密封的方式安排在密封段32处。
电导体46在其接头56的方向借助卡箍58安排在连接段34上。卡箍58径向向内压紧电导体46的电缆编织物，并且由此在电导体46和连接段34之间形成可靠的电气接触。当然，替代或除了设置卡箍58，电导体46能够与连接段34焊接在一起，以形成材料配合连接。电缆末端35的径向内侧段包含第一内侧软管40和间隔装置42。电缆末端35的径向内侧段利用其远端开口60伸进冷却腔24内。尤其地，第一内侧软管40的开口沿接触元件2的近端方向通过外置的电气连接段34伸进冷却腔24内。
第一内侧软管40基本上成圆柱状的内部区域构成冷却流体的入流62。冷却流体优选电气绝缘并且能够是气体或液体。根据箭头64将冷却流体泵送至入流62中。间隔装置42确保安排在入流62径向外侧的回流66保持打开。根据箭头68将通过入流62输送至冷却腔24的冷却流体输送至回流66中。回流66自身在电缆36中通过第一软管40的外壁和第二软管44的内壁之间的空心圆柱状体积构成。冷却流体的返回区域25通过冷却腔24的盲孔末端和远端开口60加以限制。在电缆连接区域6的区域，回流66通过第一内侧软管40的外壁和电缆连接区域6的冷却腔24的内壁之间基本上成空心圆柱状的体积构成。根据该方式方法连接在接触元件2上的电缆36在电缆末端35的区域由热缩塑性套管49包围。当然，也能够将第一软管40之外的空间用于冷却流体的入流，将第一软管40的内部空间用于冷却流体的回流。
图3示出了带有安排在其上的电缆36的电缆末端35的接触元件2的实施方式的另一种例示性纵截面。与图2不同，图3的接触元件2不包含接触衬套8，而是包含接触针脚70，该接触针脚构成接触区域4。接触针脚70可连接配对插塞连接器的对应接触衬套。此外，冷却腔24实施为二级盲孔结构，其中，第一盲孔72伸进接触元件2的主体20内。在第一盲孔72紧邻第二盲孔74，该第二盲孔具有比第一盲孔72稍小的横截面。第二盲孔74延伸进入接触针脚70内。
图4示出了图2中的电缆36的横截面A-A。电缆36的径向外侧段76包含电导体46和第二内侧软管44。外侧段76由外皮48包围。在径向外侧段76径向向内地紧邻径向内侧段78。径向内侧段78包含间隔装置42和内侧软管40。
图5示出了连接装置80的一种例示性横截面视图，在该连接装置上安排有电缆36的第二电缆末端82。连接装置80具有另一个空心圆柱状的电缆连接区域86，在该电缆连接区域，电缆末端82基本上类似于图2和3进行安排。第一内侧软管40伸进内部空间88内，并套在连接管90上。
电缆连接区域86是导电连接元件92的组成部分。本体94在内部空间88的区域内具有内螺纹。连接元件92具有背离电缆36的外螺纹，该外螺纹可旋入本体94的内螺纹中构成整体。连接元件92或本体94与电流接线柱96以导电方式相连。本体94导电地构成。
入流62和回流66分别利用电气绝缘地构成的连接元件98和99以流体密封的方式与本体94相连。入流62和回流66与未示出的冷却流体泵相连。
图6以例示性形式示出了用于为机动车104的蓄电池102、尤其电池组充电的充电站100。充电站100包含固定单元106、固定连接在固定单元106上的充点电缆108以及插塞连接器110。插塞连接器110设置用于连接至机动车104的配合插塞连接器112。
在完成蓄电池102的充电过程后，将插塞连接器110从配合插塞连接器112上拔下。
固定单元106的第一工作电子装置114例如连接至公共或私有电网，并生成直流电。固定单元106包含两个根据图5的连接装置80A和80B，这些连接装置将工作电子装置114与根据图4的分别的电缆36A和36B的电导体46A和46B相连。根据图1至3，插塞连接器110的接触元件2A和2B分别与配合插塞连接器112的配合接触元件122A和122B相连。配合接触元件122A、122B分别与机动车104的第二工作电子装置124导电地相连。由此，生成的直流电从充电站100的第一工作电子装置114出发，流向机动车104的第二工作电子装置124。工作电子装置124根据所输送的电能为蓄电池102充电。
此外，固定单元106包含冷却流体泵126。冷却流体通过连接装置80A和80B泵送至电缆36A、36B的分别的入流62A和62B。对此，冷却流体泵126从电缆36A、36B的回流66A和66B获得冷却流体。冷却流体输送直至接触元件2A和2B，并从接触元件通过分别的回流66A、66B流回固定单元106。
图7示出了带有安排在其上的电缆36的电缆末端35的接触元件2的一种例示性纵截面。与图2不同的是，密封段32径向内置地安排在冷却腔24的盲孔内部。夹紧环126和两个O形环128及130以流体密封的方式紧贴第二软管44的远端末端54的外壁。第二软管44具有足够的内应力，以便抵消借助夹紧环126和两个O形环128及130从径向外侧施加的力。夹紧环126和两个O形环128及130相应地安排在密封段32的内部槽中。冷却腔24借助直径变化部132过渡至内置密封段32。
接触元件2的连接段34包含两个环状凹槽134和136。此外，在热缩塑性套管49和电导体46之间的电缆连接区域6中安排有导电的金属套138。在凹槽134和136的区域中，电导体46和金属套138的复合体伸进凹槽134和136内地压合。热缩塑性套管24在连接段34的区域中隔绝电气接触。由此改善接触元件2和电缆36之间的机械连接稳定性。此外，通过金属套138可以实现，电导体46和连接段34之间的电流总体基本上保持恒定，由此降低个别部位因形成高热能而产生的风险。
图8示出了带有安排在其上的电缆36的电缆末端35的接触元件2的一种例示性纵截面。与图7不同的是，在内置的密封段32中，在两个O形环142和144之间安排有夹紧套140，其中，该密封段32具有相应的内部轮廓。夹紧套140利用第一区域146支撑在密封段32的内壁上，以便利用沿夹紧套纵向和第一区域间隔一定距离的第二区域148以流体密封的方式夹紧第二软管44。

Claims (8)

1.一种用于电气插塞连接器(110)的导电接触元件(2)，所述电气插塞连接器带有连接在所述接触元件(2)上的电缆(36)，其中，所述导电接触元件(2)包含用于以可拆卸方式电气接触配合插塞连接器(112)的配合接触元件(122)的接触区域(4)和用于连接所述电缆(36)的电缆连接区域(6)，其特征在于，
-所述接触元件(2)包含冷却腔(24)，所述冷却腔通向与所述接触区域(4)相对安排的所述电缆连接区域(6)的远端开口(22)。
-所述电缆(36)的径向内置软管(40)的远端开口(60)穿过所述电缆连接区域(6)的所述远端开口(22)安排在所述冷却腔(24)内部。
2.根据权利要求1所述的导电接触元件(2)，其中，所述电缆连接区域(6)包含圆周端连接段(34)，其中，所述圆周端连接段(34)安排在基于所述开口(22)的近端，并且其中，所述电缆(36)的电导体(46)与所述圆周端连接段(34)电气和机械地接触。
3.根据权利要求1或2所述的导电接触元件(2)，其中，所述电缆连接区域(6)包含密封段(32)，其中，包围径向内侧软管(40)的所述电缆(36)的软管(44)的远端末端(54)以流体密封的方式安排在所述密封段(32)处。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的导电接触元件(2)，其中，主体(20)包含带有接触衬套(8)的所述接触区域(4)，并且其中，所述冷却腔(24)延伸进入所述主体(20)内。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的导电接触元件(2)，其中，所述冷却腔(24)延伸直至进入所述接触区域(4)的接触针脚(70)内。
6.根据上述权利要求其中任意一项所述的导电接触元件(2)，其中，所述冷却腔(24)构成为盲孔。
7.根据上述权利要求其中任意一项所述的导电接触元件(2)，其中，所述径向内侧软管(40)内部的第一体积构成所述冷却流体的入流或回流段(62)，并且其中，所述软管(40)的外壁和所述冷却腔(24)的内壁之间的第二体积构成所述冷却流体的回流或入流段(66)。
8.用于为机动车(104)充电的充电站(100)，包含：
-固定单元(106)
-带有至少两个根据上述权利要求中任意一项所述的导电接触元件(2A、2B)的所述插塞连接器(110)；和
-安排在所述插塞连接器(110)和所述固定单元(106)之间的充电电缆(108)，其包含至少两个安排在所述接触元件上的电缆(36)。
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