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Die Erfindung betrifft eine Kontaktbaugruppe mit einem Kontaktelement nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und nach dem Oberbegriff des Anspruchs 2. Weiter betrifft die Erfindung ein Steckverbinderteil mit einer entsprechenden Kontaktbaugruppe.
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Eine derartige Kontaktbaugruppe umfasst ein Kontaktelement, das zumindest einen elektrisch leitfähigen Kontaktabschnitt zum steckenden Verbinden mit einem zugeordneten Gegenkontaktelement und einen an den Kontaktabschnitt anschließenden Schaftabschnitt zum Befestigen einer elektrischen Leitung an dem Kontaktelement aufweist, wobei ein an dem Schaftabschnitt erstreckter Fluidkanal zum Leiten eines Kühlmittels entlang des Schaftabschnitts vorgesehen ist.
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Ein solches Kontaktelement kann insbesondere an einem Ladestecker oder einer Ladebuchse zum Aufladen eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs (auch bezeichnet als Elektrofahrzeug) Verwendung finden. In diesem Fall ist beispielsweise ein Kabel einerseits an eine Ladestation angeschlossen und trägt andererseits ein Steckverbinderteil in Form eines Ladesteckers, der in ein zugeordnetes Gegensteckverbinderteil in Form einer Ladebuchse an einem Fahrzeug eingesteckt werden kann, um auf diese Weise eine elektrische Verbindung zwischen der Ladestation und dem Fahrzeug herzustellen.
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Ladeströme können grundsätzlich als Gleichströme oder als Wechselströme übertragen werden, wobei insbesondere Ladeströme in Form von Gleichstrom eine große Stromstärke, beispielsweise größer als 200 A oder sogar größer als 300 A oder gar 350 A, aufweisen und zu einer Erwärmung des Kabels genauso wie eines mit dem Kabel verbundenen Steckverbinderteils führen können.
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Ein aus der
DE 10 2010 007 975 B4 bekanntes Ladekabel weist eine Kühlleitung auf, die eine Zuleitung und eine Rückleitung für ein Kühlmittel umfasst und somit einen Kühlmittelfluss hin und zurück in dem Ladekabel ermöglicht. Die Kühlleitung der
DE 10 2010 007 975 B4 dient hierbei zum einen zum Abführen von an einem Energiespeicher eines Fahrzeugs entstehender Verlustwärme, zudem aber auch zum Kühlen des Kabels an sich.
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Weiter ist aus der
JP 2005-056 770 A eine entsprechende Kontaktbaugruppe bekannt.
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Bei einem Ladesystem zum Aufladen eines Elektrofahrzeugs entsteht Wärme nicht nur an dem Kabel, mit dem ein Ladestecker beispielsweise mit einer Ladestation verbunden ist, sondern auch an dem Ladestecker und insbesondere innerhalb des Ladesteckers beispielsweise an Kontaktelementen, über die ein elektrischer Kontakt mit zugeordneten Gegenkontaktelementen beispielsweise auf Seiten einer Ladebuchse an einem Elektrofahrzeug hergestellt wird, wenn der Ladestecker in die Ladebuchse eingesteckt ist. Solche Kontaktelemente, die aus einem elektrisch leitfähigen Metallmaterial, beispielsweise aus einem Kupferwerkstoff, gefertigt sind, erwärmen sich, wenn ein Ladestrom über die Kontaktelemente fließt, wobei grundsätzlich die Kontaktelemente in Abhängigkeit von dem zu übertragenden Ladestroms so zu dimensionieren sind, dass die Kontaktelemente eine hinreichende Stromtragfähigkeit aufweisen und eine Erwärmung an den Kontaktelementen begrenzt ist. Hierbei gilt, dass ein Kontaktelement umso größer zu dimensionieren ist, je größer der zu übertragende Ladestrom ist.
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Einer Skalierung der Kontaktelementgröße mit steigendem Ladestrom sind jedoch aufgrund des damit einhergehenden Bauraumbedarfs, des Gewichts und der Kosten Grenzen gesetzt. Es besteht daher ein Bedürfnis danach, einen großen Ladestrom mit einem vergleichsweise klein dimensionierten Kontaktelement zu übertragen.
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Solche Kontaktelemente können insbesondere als Crimpkontakte ausgebildet sein, bei denen Leitungen durch Crimpen an die Kontaktelemente angeschlossen sind. Hierbei ergibt sich die zusätzliche Schwierigkeit, dass das Kontaktelement an der Anschlussstelle der Leitung aufgrund des Vercrimpens außen unregelmäßig geformt sein kann, was zu berücksichtigen ist, wenn das Kontaktelement beispielsweise gekühlt werden soll.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kontaktbaugruppe mit einem Kontaktelement zur Verfügung zu stellen, das eine große Stromtragfähigkeit beispielsweise zur Verwendung in einem Ladestecker oder einer Ladebuchse eines Ladesystems zum Aufladen eines Elektrofahrzeugs aufweisen kann.
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Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Demnach umfasst die Kontaktbaugruppe ein Hülsenelement, das derart an den Schaftabschnitt angesetzt ist, dass sich das Hülsenelement umfänglich um den Schaftabschnitt erstreckt und zwischen dem Hülsenelement und dem Schaftabschnitt der Fluidkanal gebildet ist, wobei das Hülsenelement mit einem Endabschnitt auf einen an dem Schaftabschnitt angeordneten Ringbund aufgesteckt ist.
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Weiter wird diese Aufgabe durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 2 gelöst.
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Demnach umfast die Kontaktbaugruppe ein Hülsenelement, das derart an den Schaftabschnitt angesetzt ist, dass sich das Hülsenelement umfänglich um den Schaftabschnitt erstreckt und zwischen dem Hülsenelement und dem Schaftabschnitt der Fluidkanal gebildet ist, und ein Wendelelement, das zwischen dem Schaftabschnitt und dem Hülsenelement angeordnet ist und einen umfänglich um den Schaftabschnitt erstreckten, den Fluidkanal begrenzenden Wendelarm aufweist, wobei das Wendelelement an dem Wendelarm zumindest einen Anschlag aufweist, der zum drehfesten Festlegen des Wendelelements gegenüber dem Hülsenelement mit zumindest einem von dem Hülsenelement vorstehenden Vorsprungselement in Anlage ist.
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Zum Kühlen des Kontaktelements der Kontaktbaugruppe wird somit eine Fluidkühlung eingesetzt, im Rahmen derer ein Kühlmittel, beispielsweise eine Kühlmittelflüssigkeit oder ein gasförmiges Fluid (z.B. Luft), entlang des Schaftabschnitts des Kontaktelements geleitet wird. Über das Kühlmittel kann an dem Schaftabschnitt des Kontaktelements entstehende Wärme abgeführt werden, sodass eine Kühlung für das Kontaktelement bereitgestellt und somit einer übermäßigen Erwärmung des Kontaktelements entgegengewirkt wird.
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Weist beispielsweise ein Ladestecker mehrere Kontaktelemente auf, so wird jedes Kontaktelement einzeln gekühlt, indem ein Kühlmittel durch den an dem Schaftabschnitt gebildeten Fluidkanal des Kontaktelements geleitet und somit Wärme von dem Kontaktelement abgeführt wird.
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Das Kontaktelement kann eine längserstreckte, im Wesentlichen zylindrische Grundform aufweisen, und entsprechend kann der Schaftabschnitt zylindrisch geformt sein.
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Das Kontaktelement kann beispielsweise entlang einer Einsteckrichtung mit einem zugeordneten Gegenkontaktelement steckend in Eingriff zu bringen sein, wobei das Kontaktelement z.B. als Kontaktstift oder als Kontaktbuchse ausgeführt sein kann. Bei einer Kontaktpaarung wird z.B. ein Kontaktstift mit einer Kontaktbuchse in Eingriff gebracht, um in steckender Weise eine elektrische Kontaktierung zwischen den Kontaktelementen herzustellen.
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Die Zylinderachse des Schaftabschnitts erstreckt sich in diesem Fall vorzugsweise parallel zur Einsteckrichtung. Der zylindrische Schaftabschnitt weist eine äußere Mantelfläche auf, an der der Fluidkanal erstreckt ist und über die somit Wärme von dem Kontaktelement abgeführt wird.
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Vorzugsweise ist das Kontaktelement mit seinem Kontaktabschnitt und dem Schaftabschnitt einstückig geformt. Das Kontaktelement ist elektrisch leitfähig und aus Metall gefertigt, beispielsweise aus einem Kupferwerkstoff oder einem anderen geeigneten Kontaktmaterial.
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In einer Ausführungsform erstreckt sich der Fluidkanal wendelförmig um den Schaftabschnitt. Der Fluidkanal kann hierbei, in einer Ausgestaltung, in die zylindrische Mantelfläche des Schaftabschnitts eingeformt sein, beispielsweise indem der Fluidkanal in einem spanenden Herstellungsverfahren als wendelförmig umlaufende Nut außenseitig an dem Schaftabschnitt gebildet ist. Der Fluidkanal kann, in anderer Ausgestaltung, aber auch durch einen Schlauch oder einen Kanal gebildet sein, der sich wendelförmig um den Schaftabschnitt herum erstreckt.
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Unter einer Wendel (die auch als Helix, Schraube, Schraubenlinie oder zylindrische Spirale bezeichnet wird) ist eine Kurve zu verstehen, die sich mit konstanter Steigung um den Mantel eines Zylinders herumwindet. Als Ganghöhe wird diejenige Strecke bezeichnet, um die sich die Wendel bei einer vollen Umdrehung in Richtung der Zylinderachse windet.
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In einer konkreten Ausgestaltung ist ein Hülsenelement an dem Schaftabschnitt angeordnet, das sich umfänglich um den Schaftabschnitt herum erstreckt und zusammen mit dem Schaftabschnitt den Fluidkanal bildet. Insbesondere kann radial außerhalb des Schaftabschnitts ein Zwischenraum zwischen dem Schaftabschnitt und dem Hülsenelement bestehen, innerhalb dessen sich der Fluidkanal erstreckt, sodass Kühlmittel innerhalb des Hülsenelements entlang des Schaftabschnitts des Kontaktelements geleitet werden kann.
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Um Kühlmittel in den Fluidkanal an dem Schaftabschnitt zu leiten, können an dem Hülsenelement Anschlussstellen vorgesehen sein, über die ein Kühlmittel durch den Fluidkanal geleitet werden kann. Beispielsweise kann eine erste Kühlmittelleitung über eine erste Anschlussstelle mit dem Hülsenelement verbunden sein, um Kühlmittel in den Fluidkanal einzuleiten, und eine zweite Kühlmittelleitung kann über eine zweite Anschlussstelle mit dem Hülsenelement verbunden sein, um das Kühlmittel nach Durchfließen des Fluidkanals abzuleiten. Über die Kühlmittelleitungen wird somit ein Kühlmittelfluss durch den Fluidkanal bereitgestellt.
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Das Hülsenelement ist derart an dem Schaftabschnitt angeordnet, dass sich der Schaftabschnitt durch das Hülsenelement hindurch erstreckt. Das Hülsenelement kann hierbei, in einer konkreten Ausgestaltung, mit einem Endabschnitt auf einen an dem Schaftabschnitt gebildeten Ringbund aufgesteckt sein, wobei das Hülsenelement beispielsweise über ein erstes Dichtelement gegenüber dem Ringbund und über ein zweites Dichtelement an einem von dem Ringbund abliegenden Randabschnitt gegenüber dem Schaftabschnitt fluiddicht abgedichtet ist. Die Dichtelemente können beispielsweise als umfänglich geschlossene Dichtungen nach Art von O-Ringen ausgebildet sein und dichten das Hülsenelement an axial voneinander beabstandeten Umfangslinien gegenüber dem Schaftabschnitt ab, sodass ein zwischen dem Hülsenelement und dem Schaftabschnitt gebildeter Zwischenraum, innerhalb dessen sich der Fluidkanal erstreckt, fluiddicht nach außen hin abgeschlossen ist.
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Der Fluidkanal kann hierbei, in einer Ausführungsform, über ein Wendelelement gebildet sein, das zwischen dem Schaftabschnitt und dem Hülsenelement angeordnet ist und einen umfänglich um den Schaftabschnitt erstreckten, den Fluidkanal begrenzenden Wendelarm aufweist. Der Wendelarm erstreckt sich wendelförmig um den Schaftabschnitt herum, weist beispielsweise einen rechteckigen Querschnitt auf und liegt mit einer radialen Innenseite an dem (zylindrischen) Schaftabschnitt des Kontaktelements und mit einer radialen Außenseite an dem Hülsenelement an.
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Der Fluidkanal ist hierbei durch den Wendelarm gebildet, nämlich durch den Abstand zwischen axial benachbarten Wendelarmabschnitten. Die Weite des Fluidkanals (gemessen entlang der Zylinderachse) ist bestimmt durch die Ganghöhe der Wendel und die axiale Breite des Wendelarms.
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Denkbar und möglich ist, den Wendelarm entlang seiner Erstreckungslänge gegenüber dem Schaftabschnitt einerseits und gegenüber dem Hülsenelement andererseits abzudichten, sodass das Kühlmittel nur entlang des durch den Wendelarm vorgegebenen Fluidkanals fließen kann. Dies ist jedoch nicht zwingend. Ist der Übergang zwischen dem Wendelelement und dem Schaftabschnitt einerseits und dem Hülsenelement andererseits nicht fluiddicht abgedichtet, kann es gegebenenfalls zu einem (geringen) Kühlmittelfluss axial entlang der Zylinderachse zwischen dem Wendelarm und dem Schaftabschnitt oder zwischen dem Wendelarm und dem Hülsenelement kommen, was die Kühlwirkung jedoch nicht beeinträchtigt.
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Das Wendelelement sollte gegenüber dem Hülsenelement drehfest festgelegt sein, damit über Anschlussstellen an dem Hülsenelement eingeleitetes bzw. abgeleitetes Kühlmittel an definierter Stelle in den Fluidkanal einfließen bzw. aus dem Fluidkanal ausfließen kann. Hierzu ist an dem Wendelarm zumindest ein Anschlag beispielsweise in Form eines an dem Wendelarm gebildeten Absatzes ausgebildet, der formschlüssig mit einem von dem Hülsenelement beispielsweise radial nach innen vorstehenden Vorsprungselement in Anlage ist, sodass sich das Wendelelement nicht gegenüber dem Hülsenelement verdrehen kann.
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Ein solches Vorsprungselement kann beispielsweise durch einen an eine Anschlussstelle des Hülsenelements angesetzten Anschlusszapfen eines Anschlussstücks einer Kühlmittelleitung gebildet sein, der radial von dem Hülsenelement nach innen vorspringt und mit dem Anschlag an dem Wendelarm des Wendelelements in Anlage ist, sodass das Wendelelement drehfest gegenüber dem Hülsenelement festgelegt ist.
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Grundsätzlich ist ausreichend, wenn das Wendelelement über einen Anschlag mit einem Vorsprungselement in Anlage ist und darüber drehfest gegenüber dem Hülsenelement festgelegt ist. In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann aber vorgesehen sein, dass an dem Wendelelement zwei Anschläge beispielsweise in Form zweier Absätze an dem Wendelarm ausgebildet sind, die mit zwei Vorsprungselementen beispielsweise in Form von radial nach innen vorspringenden Anschlusszapfen von Anschlussstücken zweier Kühlmittelleitungen in Anlage sind und darüber eine drehfeste Festlegung des Wendelelements gegenüber dem Hülsenelement bewirken. Beispielsweise kann jeder Anschlag durch eine axiale, parallel zur Zylinderachse erstreckte Kante gebildet sein, wobei ein Anschlag in eine erste Drehrichtung an einem zugeordneten Vorsprungselement anliegt und der andere Anschlag in eine entgegengesetzte, zweite Drehrichtung mit einem zugeordneten anderen Vorsprungselement in Anlage ist. Über die beiden Anschläge ist das Wendelelement somit in beide Drehrichtungen um die Zylinderachse gegenüber dem Hülsenelement festgelegt.
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Eine Kontaktbaugruppe der vorangehend beschriebenen Art kann beispielsweise Bestandteil eines Steckverbinderteils, beispielsweise eines Ladesteckers oder einer Ladebuchse zum Übertragen eines Ladestroms zum Aufladen eines Elektrofahrzeugs sein. Ein solches Steckverbinderteil kann beispielsweise mit einem Kabel verbunden sein, wobei das Kabel beispielsweise eine oder mehrere Kühlmittelleitungen zum Leiten eines Kühlmittels aufweisen kann. Über Kühlmittelleitungen kann ein Kühlmittel, beispielsweise eine Kühlmittelflüssigkeit oder ein gasförmiges Fluid (z.B. Luft), hin zu dem Fluidkanal eines Kontaktelements und weg von dem Fluidkanal des Kontaktelements geleitet werden.
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Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke soll nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:
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1 eine Ansicht einer Ladestation mit einem daran angeordneten Kabel;
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2 eine Ansicht eines Steckverbinderteils in Form eines Ladesteckers;
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3 eine Ansicht einer Kontaktbaugruppe mit einem Kontaktelement und einem daran ausgebildeten Fluidkanal;
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4A eine Schnittansicht entlang der Linie I-I gemäß 3;
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4B eine Schnittansicht entlang der Linie II-II gemäß 3;
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5 eine perspektivische Explosionsansicht der Kontaktbaugruppe; und
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6 eine gesonderte Ansicht eines Wendelelements der Kontaktbaugruppe.
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1 zeigt eine Ladestation 1, die zum Aufladen eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs 4, auch bezeichnet als Elektrofahrzeug, dient. Die Ladestation 1 ist dazu ausgestaltet, einen Ladestrom in Form eines Wechselstroms oder eines Gleichstroms zur Verfügung zu stellen und weist ein Kabel 2 auf, das mit einem Ende 201 mit der Ladestation 1 und mit einem anderen Ende 200 mit einem Steckverbinderteil 3 in Form eines Ladesteckers verbunden ist.
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Wie aus der vergrößerten Ansicht gemäß 2 ersichtlich, weist das Steckverbinderteil 3 an einem Gehäuse 30 Steckabschnitte 300, 301 auf, mit denen der Steckverbinderteil 3 steckend mit einem zugeordneten Gegensteckverbinderteil 40 in Form einer Ladebuchse an dem Fahrzeug 4 in Eingriff gebracht werden kann. Auf diese Weise kann die Ladestation 1 elektrisch mit dem Fahrzeug 4 verbunden werden, um Ladeströme von der Ladestation 1 hin zu dem Fahrzeug 4 zu übertragen.
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Um ein zügiges Aufladen des Elektrofahrzeugs 4 im Rahmen eines sogenannten Schnellladevorgangs zu ermöglichen, weisen die übertragenen Ladeströmen eine große Stromstärke, z.B. größer als 200 A, gegebenenfalls sogar in der Größenordnung von 350 A oder darüber, auf. Aufgrund solch hoher Ladeströme kommt es an dem Kabel 2 und auch am Steckverbinderteil 3 sowie der Ladebuchse 4 zu thermischen Verluste, die zu einem Erwärmen des Kabels 2, des Steckverbinderteils 3 und der Ladebuchse 4 führen können.
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Das Steckverbinderteil 3 weist, an seinen Steckabschnitten 300, 301, eine Mehrzahl von Kontaktelementen 31 auf, wie sie in einem Ausführungsbeispiel in 3 bis 6 dargestellt sind. Beispielsweise können an dem Steckabschnitt 301 zwei Kontaktelemente 31 zum Übertragen eines Ladestroms in Form eines Gleichstroms angeordnet sein, während an dem Steckabschnitt 300 beispielsweise fünf Kontaktelemente 31 zur Bereitstellung von fünf Lastkontakten vorgesehen sind, um einen (z.B. mehrphasigen) Wechselstrom zu übertragen.
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Ebenso können an der Ladebuchse 40 auf Seiten des Fahrzeugs 4 Kontaktelemente 31 der in 3 bis 6 dargestellten Art vorgesehen sein.
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Das in einem Ausführungsbeispiel in 3 bis 6 dargestellte Kontaktelement 31 ist als Kontaktbuchse ausgebildet, in die ein Gegenkontaktelement in Form eines Kontaktstifts 41 (siehe 3) in eine Einsteckrichtung E zum elektrischen Kontaktieren eingesteckt werden kann. Das Kontaktelement 31 kann aber auch als Kontaktstift ausgebildet sein, das mit einer zugeordneten Kontaktbuchse in Eingriff gebracht werden kann.
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Das Kontaktelement 31 des Ausführungsbeispiels gemäß 3 bis 6 weist über Schlitze 311 voneinander getrennte Kontaktabschnitte 310 auf, die eine Kontaktöffnung ausbilden, in die ein zugeordneter Kontaktstift 41 eingesteckt werden kann. Betrachtet in die Einsteckrichtung E schließt an die Kontaktabschnitte 310 ein Schaftabschnitt 312 an, der an einem von den Kontaktabschnitten 310 abgewandten Ende einen Anschlussabschnitt 313 mit einer darin geformten Öffnung 314 aufweist, über die eine Leitung 38 mit dem Kontaktelement 31 beispielsweise durch Crimpen verbunden werden kann.
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Das Kontaktelement 31 ist einstückig aus einem elektrisch leitfähigen Material, insbesondere einem Metall wie beispielsweise einem Kupferwerkstoff, ausgebildet. Das Kontaktelement 31 kann beispielsweise als Drehteil gefertigt sein und ist in einem mittleren Bereich seines zylindrischen Schaftabschnitts 312 zwischen den Kontaktabschnitten 310 und der Öffnung 314 am Anschlussabschnitt 313 massiv ausgebildet.
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Ist der Ladestecker 3 in die zugeordnete Ladebuchse 40 am Elektrofahrzeug 4 eingesteckt, kontaktiert das Kontaktelement 31 mit einem zugeordneten Gegenkontaktelement 41 und dient zum Übertragen eines Ladestroms. Um hierbei einer Erwärmung des Kontaktelements 31 entgegenzuwirken, ist, bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel, an dem zylindrisch geformten Schaftabschnitt 312 ein Wendelelement 33 angeordnet, das einen Fluidkanal 331 ausbildet, der sich wendelförmig um den Schaftabschnitt 312 herum erstreckt. Das Wendelelement 33 ist von einem Hülsenelement 32 eingefasst, sodass der Fluidkanal 331 innenseitig durch den Schaftabschnitt 312 und außenseitig durch das Hülsenelement 32 begrenzt ist.
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Der Schaftabschnitt 312 ist zylindrisch ausgebildet und weist eine äußere, zylindrische Mantelfläche 316 auf, die sich umfänglich um die koaxial zur Einsteckrichtung E erstreckte Zylinderachse erstreckt.
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Das Wendelelement 33 ist derart auf den Schaftabschnitt 312 des Kontaktelements 31 aufgesteckt, dass sich der Schaftabschnitt 312 durch das Wendelelement 33 hindurch erstreckt. Das Wendelelement 33 weist, wie aus der vergrößerten Ansicht gemäß 6 ersichtlich, einen Wendelarm 330 auf, der sich wendelförmig um die Mantelfläche 316 des Schaftabschnitts 312 herum erstreckt. Durch den axialen Abstand zwischen benachbarten Wendelarmabschnitten ist der Fluidkanal 331 gebildet, der somit wendelförmig um den Schaftabschnitt 312 herum verläuft.
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Der Wendelarm 330 weist im Querschnitt eine rechteckige Gestalt auf und liegt innenseitig an der zylindrischen Mantelfläche 316 des Schaftabschnitts 312 und außenseitig an der Innenwandung eines zylindrischen Hülsenabschnitts 321 des Hülsenelements 32 an. Der axiale Abstand zwischen benachbarten Wendelarmabschnitten, durch den der Fluidkanal 331 gebildet ist, ist durch die Ganghöhe des Wendelelements 33 und die axiale Weite des Wendelarms 330 bestimmt.
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Das Hülsenelement 32 fasst das Wendelelement 33 ein und ist hierzu auf den Schaftabschnitt 312 des Kontaktelements 31 derart aufgesteckt, dass das Hülsenelement 32 mit einem Endabschnitt 322 an einem radial von dem Schaftabschnitt 312 vorstehenden Ringbund 315 zu liegen kommt. Zwischen dem Endabschnitt 322 und dem Ringbund 315 ist hierbei ein Dichtelement 36 angeordnet, das den Übergang zwischen dem Hülsenelement 32 und dem Schaftabschnitt 312 auf Seiten des Ringbunds 315 abdichtet.
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Das Hülsenelement 32 ist beispielsweise mit dem Ringbund 315 verstemmt und darüber an dem Kontaktelement 31 festgelegt. Das Hülsenelement 32 kann hierbei aber – unter Kraftaufwendung – gegenüber dem Schaftabschnitt 312 drehbar sein, um die Lage des Hülsenelements 32 zu dem Kontaktelement 31 in gewünschter Weise anzupassen.
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An einem von dem Endabschnitt 322 axial abliegenden Ende ist ein Übergang zwischen einem radial nach innen vorspringenden Randabschnitt 320 des Hülsenelements 32 und dem Schaftabschnitt 312 über ein weiteres, zweites Dichtelement 37 abgedichtet.
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Wie aus 4A in Zusammenschau mit 5 ersichtlich, weisen die Dichtelemente 36, 37 eine ringförmige Gestalt nach Art eines O-Rings auf und sind umfänglich geschlossen, um das Hülsenelement 32 an axial zueinander beabstandeten Umfangslinien beidseitig gegenüber dem Schaftabschnitt 312 fluiddicht abzudichten.
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An dem Hülsenelement 32 sind, axial zueinander versetzt, zwei Anschlussstellen 323, 324 angeordnet, an die zwei Kühlmittelleitungen 34, 35 über Anschlussstücke 340, 350 angeschlossen sind. Über Anschlusszapfen 343, 353 an Schaftabschnitten 342, 352 sind die Anschlussstücke 341, 351 hierbei in Öffnungen an den Anschlussstellen 323, 324 des Hülsenelements 32 eingesetzt, beispielsweise eingeschraubt, derart, dass die Anschlusszapfen 343, 353 radial nach innen von dem Hülsenelement 32 vorstehen, wie dies beispielsweise aus 4A und 4B ersichtlich ist.
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In montierter Stellung kommen die Anschlusszapfen 343, 353 im Bereich von Anschlägen 332, 333 in Form von Absätzen an dem Wendelelement 33 zu liegen, sodass ein Formschluss zwischen dem Wendelelement 33 und den Anschlusszapfen 343, 353 besteht und auf diese Weise das Wendelelement 33 drehfest gegenüber dem Hülsenelement 32 festgelegt ist. Die Anschläge 332, 333, die durch axial erstreckte Kanten eingangsseitig und ausgangsseitig an dem Wendelarm 31 ausgebildet sind, befinden sich an den beiden Enden des durch den Wendelarm 330 gebildeten Fluidkanals 331. Dadurch, dass die Anschlusszapfen 343, 353 im Bereich dieser Anschläge 332, 333 zu liegen kommen, ist sichergestellt, dass über die Kühlmittelleitungen 34, 35 ein Kühlmittel durch den Fluidkanal 331 fließen kann, indem das Kühlmittel über eine Fluidleitung 34, 35 in den Fluidkanal 331 eingespeist wird und über die andere Kühlmittelleitung 35, 34 aus dem Fluidkanal 331 abfließt.
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Während eines Ladevorgangs fließt somit Kühlmittel über einen Leitungskanal 341, 351 einer Kühlmittelleitung 34, 35 in den Fluidkanal 331 ein, umströmt auf diese Weise den Schaftabschnitt 312, sodass Wärme an dem Schaftabschnitt 312 aufgenommen wird, und strömt nach Durchfließen des Fluidkanals 331 über die andere Kühlmittelleitung 35, 34 aus dem Fluidkanal 331 heraus. Über geeignete Kühlmittelleitungen kann hierbei ein Kühlmittelkreislauf bereitgestellt werden, über den Kühlmittel vonseiten der Ladestation 1 über das Kabel 2 zugeführt und auch wieder abgeführt wird.
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Das Wendelelement 33 liegt innenseitig an dem Schaftabschnitt 312 und außenseitig an dem Hülsenelement 32 an. Grundsätzlich ist denkbar und möglich, dass der Übergang zwischen dem Wendelelement 33 und dem Schaftabschnitt 312 einerseits und dem Hülsenelement 32 andererseits zumindest weitestgehend fluiddicht ist. Dies ist jedoch nicht zwingend. Ist der Übergang nicht fluiddicht, kann es gegebenenfalls zu einem (geringen) Kühlmittelstrom axial zwischen dem Wendelarm 330 und dem Schaftabschnitt 312 oder dem Trägerelement 32 hindurch kommen, was jedoch keine nennenswerte Beschränkung der Kühlwirkung bedeutet.
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Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke ist nicht auf die vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern lässt sich grundsätzlich auch in gänzlich anders gearteter Weise verwirklichen.
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Grundsätzlich kann ein Fluidkanal an dem Schaftabschnitt auch auf andere Weise hergestellt werden. Beispielsweise ist denkbar, den Fluidkanal in den Schaftabschnitt einzuformen, indem beispielsweise eine wendelförmige Nut an dem Schaftabschnitt gebildet wird. Denkbar und möglich ist aber auch, zur Ausbildung des Fluidkanal beispielsweise ein Schlauchelement wendelförmig um den Schaftabschnitt herum zu verlegen.
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Ein Kontaktelement der hier beschriebenen Art ist in ganz unterschiedlicher Weise verwendbar und ist insofern nicht auf den Einsatz an Ladesteckern oder Ladebuchsen im Rahmen eines Ladesystems zum Aufladen eines Elektrofahrzeugs beschränkt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Ladestation
- 10
- Gehäusewandung
- 2
- Ladekable
- 200, 201
- Ende
- 3
- Ladestecker
- 30
- Gehäuse
- 300, 301
- Steckabschnitt
- 31
- Kontaktelement
- 310
- Kontaktabschnitt
- 311
- Schlitz
- 312
- Schaftabschnitt
- 313
- Anschlussabschnitt
- 314
- Öffnung
- 315
- Ringbund
- 316
- Mantelfläche
- 32
- Hülsenelement
- 320
- Randabschnitt
- 321
- Hülsenabschnitt
- 322
- Endabschnitt
- 323, 324
- Anschlussstelle
- 33
- Wendelelement
- 330
- Wendelarm
- 331
- Fluidkanal
- 332, 333
- Absatz
- 34, 35
- Kühlmittelleitung
- 340, 350
- Anschlussstück
- 341, 351
- Leitungskanal
- 342, 352
- Schaftabschnitt
- 343, 353
- Anschlusszapfen
- 36, 37
- Dichtelement
- 38
- Elektrische Leitung
- 4
- Fahrzeug
- 40
- Ladebuchse
- 41
- Gegenkontaktelement
- E
- Einsteckrichtung
