DE102006036812A1 - Steckbare Hochstromleitung - Google Patents

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Julius Pfisterer & Co KG GmbH
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  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)
  • Connections Effected By Soldering, Adhesion, Or Permanent Deformation (AREA)
  • Cable Accessories (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine steckbare Hochstromleitung bzw. Hochstromkabelstecker bzw. Steckpin (1), die bzw. der Folgendes aufweist: ein eine vordere Stirnfläche (12) aufweisendes Kabel (10) mit einem Leiter bzw. Ader (11) und einem den Leiter (11) umgebenden Isoliermantel (14); eine hohlzylinderförmige Aderendhülse (20) mit definierten Toleranzen; wobei der Isoliermantel (14), von der vorderen Stirnfläche (12) des Kabels (10) ausgehend, zur Bildung eines abisolierten Bereichs (13) entfernt ist, und zwar auf einer Länge, die mindestens der Länge der Aderendhülse (20) entspricht; wobei die Aderendhülse (20) den Leiter (11) im abisolierten Bereich (13) umschließt.

Description

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

Claims (13)

  1. Steckbare Hochstromleitung bzw. Hochstromkabelstecker bzw. Steckpin (1), die bzw. der Folgendes aufweist: ein eine vordere Stirnfläche (12) aufweisendes Kabel (10) mit einem Leiter bzw. Ader (11) und einem den Leiter (11) umgebenden Isoliermantel (14); eine hohlzylinderförmige Aderendhülse (20) mit definierten Toleranzen; wobei der Isoliermantel (14) von der vorderen Stirnfläche (12) des Kabels (10) ausgehend zur Bildung eines abisolierten Bereichs (13) entfernt ist, und zwar auf einer Länge, die mindestens der Länge der Aderendhülse (20) entspricht; wobei die Aderendhülse (20) den Leiter (11) im abisolierten Bereich (13) umschließt.
  2. Steckbare Hochstromleitung (1) nach Anspruch 1, wobei die Aderendhülse (20) durch Crimpen auf dem Leiter (11) befestigt ist.
  3. Steckbare Hochstromleitung (1) nach Anspruch 2, wobei das Crimpen der Aderendhülse (20) in einem Bereich von der vorderen Stirnfläche entfernten Bereich der Aderendhülse (20) erfolgt.
  4. Steckbare Hochstromleitung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine steckrichtungsseitige Stirnfläche (26) der Aderendhülse (20) mit der vorderen Stirnfläche (12) des Leiters (11) bündig abschließt.
  5. Steckbare Hochstromleitung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen einer entgegengesetzt zur Steckrichtungseitigen Stirnfläche (26) vorgesehenen kabelseitigen Stirnfläche (28) der Aderendhülse (20) und einer steckrichtungsseitigen Stirnfläche (15) des Isoliermantels (14) ein Hinterschnitt (17) zur Aufnahme von Rastmitteln (58) vorgesehen ist.
  6. Steckbare Hochstromleitung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Leiter (11) als Litze ausgebildet ist.
  7. Steckbare Hochstromleitung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das vordere Ende (12) des Leiters (11) durch einen Plasmalötprozess verlötet ist.
  8. Steckbare Hochstromleitung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die kabelseitige Stirnfläche (28) der Aderendhülse (20) eine Rastfläche zum Verrasten des Hochstromsteckers (1) an einem buchsenseitigen Steckverbinder (40) bildet.
  9. Steckbare Hochstromleitung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Crimpung ein radial aufgeweitetes Hülsenende (32) gebildet wird, auch als Tulpeneffekt bezeichnet.
  10. Steckbare Hochstromleitung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Crimpung außerhalb bzw. weitgehend außerhalb eines Bereichs liegt, in dem zwischen Steckgin (1) und buchsenseitigen Steckverbinder (40) in einer eingesteckten Anordnung elektrischer Kontakt hergestellt wird.
  11. Steckbare Hochstromleitung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Crimpungsverformung (30) in einem Bereich der Aderendhülse (20), der bei der eingesteckten Anordnung bzw. Steckung des Steckpins in die Buchse (40) am Beginn eines Buchseneinsatzes (44) liegt.
  12. Steckbare Hochstromleitung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Aderendhülse geeignete Maße zur Verwendung in einem RADSOK-Kontakt als Buchse aufweist.
  13. Steckverbinder (40) bestehend aus einem Steckverbindergehäuse (42) mit einem Buchsenverbindereinsatz (44), wobei das Steckverbindergehäuse (42) einen Gehäusekörper (48) und eine Schiebehülse (46) aufweist, die sich zwischen einer entriegelten und einer Verriegelungsposition verschieben lässt; wobei der Gehäusekörper (48) eine an einem steckerseitigen bzw. vorderen Ende (50) gelegene Stecköffnung (54) zur Aufnahme des Steckpins (1), mindestens einen Schlitz (56) sowie Rastmittel (58) aufweist, wobei die Rastmittel (58) in der Verriegelungsposition der Schiebehülse (56) den Steckgin (1) im Steckverbinder (40) verrasten.
DE200610036812 2006-08-07 2006-08-07 Steckbare Hochstromleitung Ceased DE102006036812A1 (de)

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