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Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder, insbesondere eine elektrische Stiftwanne für die Leistungselektronik im Kraftfahrzeugbereich, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Die Erfindung betrifft auch einen Hochvoltleitungssatz, aufweisend einen elektrischen Steckverbinder.
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Die Erfindung betrifft außerdem ein Hochvoltsystem, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, aufweisend einen elektrischen Streckverbinder.
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Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Anbringen eines elektrischen Steckverbinders an einem Gehäuseteil eines Gehäuses einer Elektronikeinheit, insbesondere einer Hochspannungsbatterie.
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Aus der Elektrotechnik sind eine Vielzahl an elektrischen Steckverbindern, insbesondere auch elektrische Stiftwannen, bekannt. Die elektrischen Steckverbinder dienen bekanntermaßen dazu, elektrische Energie und/oder Signale mit einer möglichst großen Bandbreite zu übertragen, insbesondere an korrespondierende Gegensteckverbinder zu übertragen.
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Elektrische Steckverbinder weisen Kontakteinrichtungen in vielzähligen Ausführungsformen auf. Gängig sind insbesondere Pinkontakte und/oder Stiftkontakte. Unabhängig von der konkreten Bauart werden die verschiedenen Steckverbinder nachfolgend als elektrische Steckverbinder bezeichnet.
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Bei einem elektrischen Steckverbinder bzw. einem elektrischen Gegensteckverbinder kann es sich um einen Stecker, einen Einbaustecker, eine Buchse, eine Kupplung oder einen Adapter handeln. Die im Rahmen der Erfindung verwendete Bezeichnung „Steckverbinder“ bzw. „Gegensteckverbinder“ steht stellvertretend für alle Varianten.
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Insbesondere an Steckverbinder für die Kraftfahrzeugindustrie werden hohe Anforderungen hinsichtlich deren Robustheit und der Sicherheit der Steckverbindungen gestellt. So muss eine Steckverbindung mitunter hohen Belastungen, beispielsweise mechanischen Belastungen, standhalten, sowie definiert geschlossen bleiben. Es muss gewährleistet sein, dass die elektrische Verbindung nicht unbeabsichtigt, beispielsweise während des Betriebs eines Fahrzeugs, getrennt wird. Ferner müssen die Steckverbinder auch in verunreinigten, feuchten und/oder chemisch aggressiven Umgebungen eine einwandfreie Übertragung von elektrischer Leistung, Signalen und/oder Daten gewährleisten.
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Insbesondere beim autonomen Betrieb von Fahrzeugen und für Assistenzsysteme ist die Gewährleistung der Sicherheit vorrangig.
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Elektrische Steckverbinder bzw. deren Steckverbinderkörper können an einer elektrischen Leitung, einem Kabelbaum, einem Kabel oder einer elektrischen Einrichtung wie z. B. einem Gehäuse bzw. einem elektronischen oder elektrischen Gerät verbaut sein.
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Besondere Anforderungen an elektrische Steckverbinder werden insbesondere auch im Hochvoltbereich gestellt. Hochvoltsteckverbinder werden im Fahrzeugbereich, vor allem bei Elektro- und/oder Hybridfahrzeugen eingesetzt, um eine Hochspannungsbatterie mit Ladestrom zu versorgen oder die gespeicherte Energie aus der Batterie zu entnehmen. So werden beispielsweise für Hochvoltverbindungen geeignete Steckverbinder für Versorgungseinheiten, wie z. B. eine Ladebox in einer Garage oder einem Carport oder auch bei Stromtankstellen, eingesetzt, um eine Hochspannungsbatterie eines Fahrzeugs mit Ladestrom zu versorgen. Der elektrische Steckverbinder muss dabei dauerhaft und sicher ein Eindringen von Feuchtigkeit und Verunreinigungen verhindern und eine einwandfreie Übertragung des elektrischen Ladestroms und gegebenenfalls anderer elektrischer oder elektronischer Signale für eine Steuerung des Ladevorgangs der Hochspannungsbatterie gewährleisten.
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Der Einsatz von elektrischen Steckverbindern zum Übertragen einer vergleichsweise großen elektrischen Antriebsenergie (oder auch Bremsenergie) bei Elektro- und/oder Hybridfahrzeugen erfordert spezifisch gestaltete elektrische Hochvoltsteckverbinder. Es ist ferner zu berücksichtigen, dass durch Wechselströme und/oder Schaltflanken mit hohen Gleichspannungen elektromagnetische Störsignale generiert werden, die die Elektronik in einer elektronischen Steuerung, beispielsweise innerhalb eines Kraftfahrzeugs, stören können. Eine effiziente elektromagnetische Abschirmung, insbesondere der elektrischen Steckverbinder, die im Hochvoltbereich in Kraftfahrzeugen eingesetzt werden, ist daher von Vorteil, um eine Beeinträchtigung von Steuergeräten innerhalb des Fahrzeugs zu vermeiden. Es werden daher entsprechend hohe Anforderungen an die Abschirmung der elektrischen Steckverbinder gestellt.
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Die aus dem Stand der Technik bekannten elektrischen Steckverbinder verfügen in der Regel über eine elektromagnetische Abschirmung, die von einem Gegensteckverbinder elektrisch kontaktierbar ist.
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Aus dem Stand der Technik ist es bekannt einen Steckverbinderkörper eines elektrischen Steckverbinders, welcher eine Kontakteinrichtung, z. B. mit Pin- und/oder Stiftkontakten aufnimmt, an einem Gehäuseteil eines Gehäuses einer Elektronikeinheit, beispielsweise eines Gehäuses einer Hochspannungsbatterie, zu verschrauben. Das Gehäuse besteht dabei im Regelfall aus Blech oder einem Gussteil. Der Steckverbinderkörper wird dann direkt mit dem Blech verschraubt derart, dass ein vorderes Ende des Steckverbinderkörpers durch eine Öffnung des Gehäuseteils nach außen ragt, so dass auf das vordere Ende des Steckverbinderkörpers ein elektrischer Gegensteckverbinder aufgesetzt werden kann. Es ist dabei darauf zu achten, dass die Montage des Steckverbinderkörpers des Steckverbinders an dem Gehäuseteil korrekt durchgeführt wird, damit insbesondere auch der elektrische Gegensteckverbinder korrekt mit dem elektrischen Steckverbinder verbunden werden kann.
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Die korrekte Montage des Steckverbinderkörpers hat sich in der Praxis als aufwendig herausgestellt.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde die aus dem Stand der Technik bekannten elektrischen Steckverbinder zu verbessern, insbesondere deren Montage an einem Gehäuseteil eines Gehäuses einer Elektronikeinheit zu vereinfachen und eine fehlerhafte Montage weitgehend zu vermeiden.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Der vorliegenden Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde einen vorteilhaften Hochvoltleitungssatz zur Verfügung zu stellen.
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Diese Aufgabe wird durch Anspruch 13 gelöst.
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Der vorliegenden Erfindung liegt des Weiteren die Aufgabe zugrunde ein Hochvoltsystem, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, zu schaffen, welches eine einfache und zuverlässige Montage ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 14 gelöst.
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Der vorliegenden Erfindung liegt zudem die Aufgabe zugrunde ein vorteilhaftes Verfahren zum Anbringen eines elektrischen Steckverbinders an einem Gehäuseteil eines Gehäuses einer Elektronikeinheit, insbesondere einer Hochspannungsbatterie, zu schaffen, welches einfach und zuverlässig ist.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 15 gelöst.
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Der erfindungsgemäße elektrische Steckverbinder weist einen Steckverbinderkörper zur Aufnahme einer Kontakteinrichtung auf. Ferner ist eine Abschirmung vorgesehen, insbesondere um elektromagnetische Störsignale abzuschirmen. Der Steckverbinderkörper ist zum Einsetzen in eine Öffnung eines Gehäuseteils eines Gehäuses einer Elektronikeinheit ausgebildet.
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Bei dem elektrischen Steckverbinder handelt es sich vorzugsweise um eine elektrische Stiftwanne. Elektrische Stiftwannen sind u. a. im Kraftfahrzeugbereich bekannt.
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Der elektrische Steckverbinder ist insbesondere für die Leistungselektronik im Kraftfahrzeugbereich vorgesehen. Die Erfindung ist hierauf jedoch nicht beschränkt. Grundsätzlich kann der erfindungsgemäße elektrische Steckverbinder innerhalb der gesamten Elektrotechnik bzw. im gesamten Elektronikbereich vorteilhaft eingesetzt werden.
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Bei der Elektronikeinheit handelt es sich vorzugsweise um eine Hochvoltelektronikeinheit, insbesondere eine Hochspannungsbatterie.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Steckverbinderkörper mehrteilig ausgebildet ist und wenigstens einen inneren Steckverbinderkörper und einen äußeren Steckverbinderkörper aufweist, die auf gegenüberliegenden Seiten des Gehäuseteils positioniert sind. Der innere Steckverbinderkörper ist im Gehäuse der Elektronikeinheit unabhängig von dem Gehäuseteil festlegbar. Ferner sind Befestigungsmittel vorgesehen, um die Steckverbinderkörper derart miteinander zu verbinden, dass das Gehäuseteil zwischen den Steckverbinderkörpern festgelegt ist.
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Grundsätzlich ist also vorgesehen, dass der innere Steckverbinderkörper zusätzlich zu einer Befestigung an dem Gehäuseteil noch an wenigstens einem weiteren Abschnitt des Gehäuses festgelegt ist.
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Durch die erfindungsgemäße Lösung lässt sich der Steckverbinderkörper einfach und zuverlässig mit dem Gehäuseteil des Gehäuses der Elektronikeinheit verbinden. Es wird somit in einfacher Weise eine definierte Positionierung des elektrischen Steckverbinderkörpers erreicht, derart dass ein elektrischer Gegensteckverbinder zuverlässig und sicher mit dem elektrischen Steckverbinder verbunden werden kann.
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Die Befestigung des inneren Steckverbinderkörpers in dem Gehäuse kann in beliebiger Art und Weise, vorzugsweise durch eine Verschraubung bzw. entsprechenden Anschraubpunkte erfolgen.
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Von Vorteil ist es, wenn der innere Steckverbinderkörper zunächst in dem Gehäuse der Elektronikeinheit festgelegt und dann das Gehäuseteil, welches vorzugsweise als Deckel ausgebildet ist, aufgesetzt wird.
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Der innere Steckverbinderkörper und das mit der Öffnung versehene Gehäuseteil sind dabei derart zueinander positioniert, dass das Gehäuseteil, insbesondere in einer Ausführung als Deckel, in geeigneter Weise auf das Gehäuse aufgesetzt werden kann, so dass der innere Steckverbinderkörper von einem Innenraum des Gehäuses durch die Öffnung des Gehäuseteils nach außen übersteht. Anschließend wird der äußere Steckverbinderkörper auf die Außenseite des Gehäuseteiles derart aufgesetzt, dass der innere Steckverbinderkörper mit Hilfe der Befestigungsmittel mit dem äußeren Steckverbinderkörper verbindbar ist, wodurch das Gehäuseteil, welches sich zwischen den beiden Steckverbinderkörpern befindet, mit festgelegt wird.
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Vorzugsweise sind die Befestigungsmittel lösbar ausgebildet.
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Vorzugsweise sind die Befestigungsmittel von dem äußeren Steckverbinderkörper separat ausgebildet. Bei dem äußeren Steckverbinder selbst handelt es sich somit nicht um ein Befestigungsmittel im Rahmen der Erfindung, insbesondere nicht um eine Überwurfmutter.
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In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Befestigungsmittel als Schraubverbindungen ausgebildet sind.
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Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass einer der Steckverbinderkörper wenigstens zwei, vorzugsweise vier symmetrisch um eine Mittelachse des Steckverbinders angeordnete Buchsen, vorzugsweise Gewindebuchsen, aufweist und der korrespondiere Steckverbinderkörper zwei, vorzugsweise vier symmetrisch um die Mittelachse des Steckverbinders angeordnete Durchgangsbohrungen aufweist, wobei die Befestigungsmittel als Verbindungselemente, vorzugsweise als Gewindeschrauben ausgebildet sind, um die Steckverbinderkörper miteinander zu verbinden.
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Bei dieser Ausgestaltung ist vorzugsweise zudem vorgesehen, dass das Gehäuseteil entsprechende mit den Buchsen bzw. den Durchgangsbohrungen fluchtende Bohrungen aufweist, durch die die Verbindungselemente steckbar sind, um die Steckverbinderkörper miteinander zu verbinden, vorzugsweise zu verschrauben.
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Durch diese Ausgestaltung ist es möglich die Steckverbinderkörper zuverlässig miteinander zu verbinden, insbesondere zu verschrauben und an dem Gehäuseteil festzulegen.
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In besonders vorteilhafter Weise wird durch diese Ausgestaltung der elektrische Steckverbinder nicht nur besonders zuverlässig festgelegt, sondern ist auch bei Bedarf wieder lösbar.
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Vorzugsweise weist der innere Steckverbinderkörper die Buchsen, insbesondere Gewindebuchsen, und der äußere Steckverbinder die Durchgangsbohrungen für die Befestigungsmittel auf.
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Erfindungsgemäß kann ferner vorgesehen sein, dass die Abschirmung einen zylindrischen Abschnitt und mehrere sich an den zylindrischen Abschnitt anschließende Abschirmungslaschen aufweist. Die Abschirmung kann dabei derart angeordnet und ausgebildet sein, dass diese die Kontakteinrichtung vorzugsweise koaxial umgibt.
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Vorzugsweise ist die Abschirmung symmetrisch und konzentrisch um die Mittelachse des Steckverbinders angeordnet.
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Weiter vorzugsweise ist die Abschirmung mit dem inneren Steckverbinderkörper verbunden bzw. stellt ein Bauteil des inneren Steckverbinderkörpers da.
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Die Abschirmung kann ferner derart ausgebildet sein, dass die sich an den zylindrischen Abschnitt der Abschirmung anschließenden Abschirmungslaschen zur Verbindung mit einem elektrischen Gegensteckverbinder eignen, so dass, wenn der elektrische Steckverbinder mit dem Gegensteckverbinder zusammengesteckt wird, eine durchgängige Abschirmung ausgebildet ist.
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Vorzugsweise sind 4 bis 24, weiter bevorzugt 6 bis 18 und besonders bevorzugt 9 bis 15, insbesondere 12 gleichmäßig um die Mittelachse des Steckverbinders verteilte Abschirmungslaschen vorgesehen. Es kann vorgesehen sein, dass die Abschirmungslaschen federnd ausgebildet sind, insbesondere in radialer Richtung, um eine zuverlässige Verbindung mit der Abschirmung des elektrischen Gegensteckverbinders herzustellen.
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Von Vorteil kann es sein, wenn die Abschirmungslaschen radial vorstehende Kontaktpunkte aufweisen, die derart positioniert sind, dass die Kontaktpunkte das Gehäuseteil im Bereich der Öffnung kontaktieren.
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Vorzugsweise kontaktieren die Kontaktpunkte das Gehäuse innerhalb der Öffnung bzw. an einer Innenwandung der Öffnung.
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Die Kontaktpunkte verbessern die elektrische Verbindung zwischen der Abschirmung und dem Gehäuseteil und somit auch zwischen der Abschirmung und dem gesamten Gehäuse der Elektronikeinheit.
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Das Gehäuseteil und/oder das Gehäuse der Elektronikeinheit kann vorzugsweise aus Metall, insbesondere aus Blech ausgebildet sein. Das Gehäuseteil und/oder das Gehäuse können jedoch beispielsweise auch als Gussteil bzw. Gussgehäuse ausgebildet sein.
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Grundsätzlich kann auch der äußere Steckverbinderkörper über eine Abschirmung verfügen.
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Die Abschirmung kann insbesondere dazu dienen, die Umgebung des elektrischen Steckverbinders von den elektromagnetischen Feldern, die von der elektrischen Steckverbindung ausgehen, zu schützen. Die Abschirmung kann dazu dienen, die elektromagnetische Verträglichkeit zu verbessern und darüber hinaus die störungsfreie Signalübertragung und Verarbeitung weiterer, insbesondere in einem Kraftfahrzeug verbauter elektronischer Komponenten, insbesondere auch der Steuergeräte, zu gewährleisten. Insbesondere wenn der erfindungsgemäße Steckverbinder zur Übertragung von hochfrequenten Signalen verwendet wird, kann die Abschirmung aber auch dazu beitragen, die Signalübertragung durch den Steckverbinder von äußeren Störquellen abzuschirmen, um die Übertragung zu verbessern.
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Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass die Kontakteinrichtung im inneren Steckverbinderkörper aufgenommen, vorzugsweise mit dem inneren Steckverbinderkörper formschlüssig verbunden, insbesondere verclipst ist.
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Grundsätzlich kann die Verbindung der Kontakteinrichtung mit dem inneren Steckverbinderkörper aber in beliebiger Art und Weise, beispielsweise auch kraft- und/oder stoffschlüssig erfolgen. Eine formschlüssige Verbindung hat sich, insbesondere im Kraftfahrzeugbereich, jedoch besonders bewährt.
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Eine formschlüssige Verbindung der Kontakteinrichtung mit dem inneren Steckverbinderkörper kann vorzugsweise dadurch erfolgen, dass der innere Steckverbinderkörper Rasthaken aufweist, die an geeigneten Gegenelementen der Kontakteinrichtung einrasten derart, dass die in den inneren Steckverbinderkörper eingeschobene Kontakteinrichtung nicht mehr entgegen der Einsteckrichtung ausgezogen werden kann. Hierzu kann die Kontakteinrichtung entsprechende mit den Rasthaken korrespondierende Absätze, Stufen oder Vorsprünge aufweisen. Es kann von besonderem Vorteil sein, wenn die Absätze, Stufen oder Vorsprünge, mit denen der Rasthaken korrespondieren, an den Stromanschlüssen des Steckverbinderkörpers ausgebildet sind, da diese eine entsprechend hohe Stabilität aufweisen.
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Selbstverständlich sind hier auch andere Ausgestaltungen möglich, insbesondere kann auch vorgesehen sein, dass die Kontakteinrichtung über Rasthaken und der innere Steckverbinderkörper über entsprechend korrespondierende Gegenelemente verfügt.
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Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass die Kontakteinrichtung wenigstens einen, vorzugsweise zwei oder vier oder mehr Innenleiterteile, die vorzugsweise als Pinkontakte und/oder Stiftkontakte ausgebildet sind, aufweist. Grundsätzlich kann die Kontakteinrichtung jedoch einen beliebigen Aufbau aufweisen, um elektrische Energie bzw. Signale beliebiger Frequenzen und mit beliebigen Datenraten zu übertragen, vorzugsweise mit einer größtmöglichen Bandbreite.
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Die erfindungsgemäße Lösung eignet sich in besonderer Weise zur Übertragung von elektrischem Strom, z. B. zum Aufladen einer Batterie. Hierzu ist vorgesehen, dass die Innenleiterteile zur Stromversorgung dienen. Es kann vorgesehen sein, dass bei einer Ausgestaltung mit zwei Innenleiterteilen ein Innenleiterteil an dem elektrischen Minuspol bzw. der Masse und das andere Innenleiterteil an einem elektrischen Pluspol der Speisespannung anliegt. Bei einer Ausgestaltung mit vier Innenleiterteilen kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass die Innenleiterteile jeweils paarweise derart positioniert sind, dass ein Paar von Innenleiterteilen mit dem elektrischen Minuspol und ein Paar von Innenleiterteilen mit dem elektrischen Pluspol der Speisespannung verbunden sind derart, dass jeweils ein Innenleiterteil eines korrespondierenden Gegensteckverbinders jeweils zwischen ein Paar von Innenleiterteilen des elektrischen Steckverbinders eingeschoben werden kann. Dadurch ergibt sich eine besonders zuverlässige Übertragung der Ströme.
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Grundsätzlich kann auch vorgesehen sein, dass die Kontakteinrichtung zweipolig oder mehrpolig ausgebildet ist bzw. dass die Kontakteinrichtung in mehrere Teilkontakteinrichtungen unterteilt ist.
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Die Innenleiterteile der Kontakteinrichtung können vorzugsweise zur Übertragung einer Hochvoltspannung und somit als Hochvoltinnenleiterteile ausgebildet sein. Die zur Übertragung vorgesehen Spannung kann beispielsweise 220 Volt, vorzugsweise 400 Volt, jedoch auch mehr, beispielsweise auch 110 bis 1000 Volt, vorzugsweise 400 bis 1000 Volt betragen.
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Die Kontakteinrichtung ist vorzugsweise als Kontakteinrichtung zur Übertragung von Strömen in Elektro- und/oder Hybridfahrzeugen, insbesondere zur Bereitstellung der Antriebsleistung und/oder zum Laden der Batterie, insbesondere einer Hochspannungsbatterie durch Verwendung der Bremsenergie (Rekuperation) oder durch externe Stromquellen vorgesehen.
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Von Vorteil kann es sein, wenn die Kontakteinrichtung als Hochvoltkontakteinrichtung und die Innenleiterteile als Hochvoltinnenleiter ausgebildet sind.
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Von Vorteil kann es ferner sein, wenn die Kontakteinrichtung einen HV-Interlock zur Überwachung der korrekten Verbindung des Steckverbinders mit einem elektrischen Gegensteckverbinder aufweist.
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Der HV-Interlock ist vorzugsweise ausgebildet, um die korrekte Verbindung des elektrischen Steckverbinders mit dem Gegensteckverbinder im Hochvoltstromkreis zu überwachen, mit dem Ziel, eine elektrische Gefährdung durch unbeabsichtigtes, unsachgemäßes oder anderweitig bedingtes Trennen des Stromkreises einer Leistungselektronik, insbesondere einer Hochvoltanlage im Kraftfahrzeugbereich zu unterbinden. Um dies zu erreichen, kann die Leistungselektronik vorzugsweise über eine Sicherheitsschaltung verfügen. Dabei kann es sich um einen Stromkreis handeln, der beispielsweise mit einer 12-Volt Bordspannung beaufschlagt ist und der vom elektrischen Steckverbinder zum elektrischen Gegensteckverbinder verläuft. Wird der Stromkreis der Sicherheitsschaltung durch Abziehen einer der Steckverbindungen unterbrochen, so wird dieses von einer Steuereinheit erkannt. Die Steuereinheit kann dann ein Hochvolt-Hauptrelais oder dergleichen öffnen und die Leistungselektronik, insbesondere die Hochvoltanlage, spannungsfrei schalten. Der grundsätzliche Aufbau eines HV-Interlock zur Überwachung der korrekten Steckverbindung ist bekannt.
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Erfindungsgemäß kann ferner vorgesehen sein, dass die Steckverbinderkörper des elektrischen Steckverbinders eine Positionierungseinrichtung aufweisen derart, dass die Steckverbinderkörper (d. h. der innere Steckverbinderkörper und der äußere Steckverbinderkörper) nur in einer definierten Orientierung miteinander verbindbar sind.
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Vorzugsweise ist die Positionierungseinrichtung derart ausgebildet, dass die Steckverbinderkörper nur in genau einer konkreten Orientierung miteinander verbindbar sind. Grundsätzlich ist es jedoch vorstellbar die Positionierungseinrichtung auch derart zu gestalten, dass die Steckverbinderkörper in zwei oder auch mehreren definierten Orientierungen miteinander verbindbar sind. Insbesondere zur Realisierung einer elektrischen Steckverbindung für die Leistungselektronik im Kraftfahrzeug- oder Elektronikbereich ist es jedoch von Vorteil die Positionierungseinrichtung derart zu gestalten, dass die beiden Steckverbinderkörper des Steckverbinders nur in genau einer konkreten Orientierung miteinander verbindbar sind.
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Die Positionierungseinrichtung kann derart gestaltet sein, dass einer der Steckverbinderkörper über eine oder mehrere Positionierungsnasen oder entsprechende Vorsprünge verfügt und der andere Steckverbinderkörper entsprechend korrespondierend angeordnete Positionierungsnuten, Federn oder Rücksprünge aufweist. Die Steckverbinderkörper können dabei vorzugsweise derart gestaltet sein, dass diese nur miteinander verbindbar sind, wenn die Positionierungseinrichtung entsprechend ausgerichtet ist, insbesondere derart, dass die Positionierungsnasen des einen Steckverbinderkörpers auf die Positionierungsnuten des anderen Steckverbinderkörpers ausgerichtet sind. Vorzugsweise werden die Steckverbinderkörper durch eine Bewegung miteinander verbunden, die parallel zur Mittelachse des elektrischen Steckverbinders verläuft. Die Steckverbinderkörper werden vorzugsweise aufeinander aufgesteckt.
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Es hat sich als besonders geeignet herausgestellt, wenn die Steckverbinderkörper einen, zwei, drei, vier oder auch mehr Paare von Positionierungsnasen/Positionierungsnuten aufweisen, die derart angeordnet sind, dass die Steckverbinderkörper vorzugsweise nur in genau einer Orientierung miteinander verbindbar sind. Dadurch wird erreicht, dass die Steckverbinderkörper nur in der vorgesehenen Orientierung miteinander verbindbar sind und die Verbindung zuverlässig und durch die Positionierungseinrichtung entsprechend geführt erfolgt.
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Die Ausbildung der Positionierungsnuten bzw. der Positionierungsnasen kann jeweils an einem der Steckverbinderkörper erfolgen. Der andere Steckverbinderkörper ist dann entsprechend korrespondierend ausgestaltet. Es sind jedoch auch Mischungen möglich, d. h. dass beide Steckverbinderkörper sowohl Positionierungsnuten als auch Positionierungsnasen aufweisen.
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In einer Weiterbildung der Erfindung hat sich gezeigt, dass es von Vorteil sein kann, wenn der innere Steckverbinderkörper über eine oder mehrere Positionierungsnuten verfügt und der äußere Steckverbinderkörper korrespondierende Positionierungsnasen aufweist. Die Positionierungsnuten in dem inneren Steckverbinderkörper verlaufen vorzugsweise in Axialrichtung und vorzugsweise derart, dass diese zwischen zwei Abschirmungslaschen verlaufen. Vorzugsweise sind ein, zwei, drei, vier oder mehrere Positionierungsnuten vorgesehen, die jeweils zwischen zwei Abschirmungslaschen verlaufen.
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Von Vorteil kann es sein, wenn der Steckverbinder mit einem elektrischen Gegensteckverbinder eine Codiereinrichtung ausbildet derart, dass der Steckverbinder und der Gegensteckverbinder nur in einer definierten Orientierung miteinander verbindbar sind.
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Vorzugsweise ist die Codiereinrichtung als mechanische Codiereinrichtung ausgebildet. Grundsätzlich ist jedoch beispielsweise auch eine magnetische Codiereinrichtung oder eine Mischung hieraus möglich. Vorgesehen sein können dabei auch eine mechanische Grobführung und eine magnetische Feinführung um das Verbinden des elektrischen Steckverbinders mit dem elektrischen Gegensteckverbinder besonders komfortabel und sicher zu gestalten.
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Vorzugsweise ist der Teil der Codiereinrichtung, der dem elektrischen Steckverbinder zugeordnet ist, an einer geeigneten Stelle des äußeren Steckverbinderkörpers ausgebildet, vorzugsweise an einem axialen, vom inneren Steckverbinderkörper abgewandten Ende des äußeren Steckverbinderkörpers. Der elektrische Gegensteckverbinder ist vorzugsweise entsprechend korrespondierend gestaltet. Die Codiereinrichtung kann über ein, zwei, drei oder mehr Paare von Codierelementen/ Codiergegenelementen verfügen, die entsprechend korrespondierend ausgerichtet sein müssen, damit der elektrische Gegensteckverbinder mit dem elektrischen Steckverbinder verbunden werden kann.
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Vorzugsweise ist die Codiereinrichtung derart gestaltet, dass der elektrische Steckverbinder und der elektrische Gegensteckverbinder nur in genau einer Orientierung miteinander verbindbar sind. Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, dass die Codiereinrichtung eine Verbindung in zwei, drei, vier oder mehr definierten Orientierungen ermöglicht.
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Bei einem Einsatz des elektrischen Steckverbinders und des elektrischen Gegensteckverbinders für die Leistungselektronik im Kraftfahrzeug- und/oder Elektronikbereich eignet es sich jedoch in besonderer Weise, wenn der elektrische Steckverbinder mit dem elektrischen Gegensteckverbinder in genau einer Orientierung oder in höchstens zwei Orientierungen miteinander verbindbar ist.
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Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass der Steckverbinder eine teilringförmig ausgebildete Führung aufweist, die ausgebildet ist, um eine besonders robuste Verbindung des Steckverbinders mit einem Gegensteckverbinder, der einen 45°-Abgang bis 135°-Abgang, vorzugsweise einen 90°-Abgang aufweist, zu ermöglichen.
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Insbesondere bei Steckverbindungen, die in der Leistungselektronik im Kraftfahrzeugbereich eingesetzt werden, ist eine zuverlässige und robuste Kontaktierung des elektrischen Steckverbinders mit dem Gegensteckverbinder besonders bedeutsam. Die Ausbildung einer Führung, insbesondere eines Führungsrings an dem elektrischen Steckverbinder hat sich als besonders geeignet herausgestellt, um den elektrischen Gegensteckverbinder zuverlässig anzubinden.
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Die Führung kann vorzugsweise am äußeren Steckverbinderkörper ausgebildet sein. Insofern der Gegensteckverbinder einen Abgang aufweist, der parallel zur Längsachse des elektrischen Steckverbinders verläuft bzw. der in Steckrichtung verläuft, kann der elektrische Steckverbinder auch eine geschlossene, ringförmig ausgebildete Führung aufweisen.
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In einer vorteilhaften Weiterentwicklung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die elektrische Steckverbindung eine Verzahnung aufweist, die zur Verbindung mit einer korrespondierenden Verzahnung des Gegensteckverbinders vorgesehen ist. Die Verzahnung kann dabei als Verzahnungsring, als Teilring oder durch mehrere Ringsegmente ausgebildet sein. Bei einer Ausbildung der Verzahnung als Ringsegmente können mehrere Ringsegmente vorgesehen sein, die mit entsprechenden korrespondierenden Ringsegmenten des elektrischen Gegensteckverbinders zusammenwirken um eine vorzugsweise formschlüssige Verzahnung derart zu realisieren, dass eine Verdrehung des elektrischen Gegensteckverbinders auf dem elektrischen Steckverbinder durch die Verzahnung verhindert wird.
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Die Kontakteinrichtung verfügt vorzugsweise über zwei Stromanschlüsse, die die Innenleiterteile entsprechend mit Strom (z. B. Anschlüsse Plus/Minus oder Phase/Neutralleiter) versorgen. Dabei kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass jeder der beiden Stromanschlüsse mit einem Innenleiterteil oder mit einem Paar von Innenleiterteilen, zwischen die dann ein entsprechendes Innenleiterteil eines elektrischen Gegensteckverbinders eingesteckt werden kann, verbunden ist.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Stromanschlüsse eine unterschiedliche Länge aufweisen, d. h. unterschiedlich weit von dem inneren Steckverbinderkörper in Axialrichtung beabstandet sind, so dass entsprechende Stromkabel in einfacher Weise angeschlossen werden können. Die Stromanschlüsse können vorzugsweise über jeweils eine Bohrung zum Anschließen eines Stromkabels verfügten, wobei das Stromkabel, vorzugsweise zu einer Batterie, insbesondere einer Hochspannungsbatterie, insbesondere eines Kraftfahrzeugs führt.
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Von Vorteil kann es sein, wenn die Buchsen, vorzugsweise die Gewindebuchsen eines der Steckverbinderkörper und/oder die Durchgangsbohrungen des anderen Steckverbinderkörpers mit einer Dichtung, vorzugsweise einem O-Ring versehen sind, der an die Bohrung in dem Gehäuseteil angrenzt. Dadurch wird eine, insbesondere für den Kraftfahrzeugbereich wichtige Abdichtung erreicht, die einen Einsatz in einer feuchten, schmutzigen und/oder ggf. chemisch aggressiven Umgebung gewährleistet.
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Vorzugsweise sind Dichtungen, insbesondere O-Ringe nur an den Buchsen, insbesondere den Gewindebuchsen, die vorzugsweise am inneren Steckverbinderkörper realisiert sind, vorgesehen.
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Von Vorteil kann es ferner sein, wenn an der Innenseite und/oder der Außenseite des Gehäuseteils eine Dichtung, insbesondere ein Dichtring vorgesehen ist, welcher die Öffnung in dem Gehäuseteil gegenüber dem angrenzenden Steckverbinderkörper abdichtet. Der angrenzende Steckverbinderkörper und/oder das Gehäuseteil können gegebenenfalls hierfür eine Vertiefung aufweisen, in die die Dichtung, insbesondere der Dichtring zumindest teilweise eingelegt ist. Vorzugsweise ist die Dichtung, insbesondere der Dichtring zwischen dem Gehäuseteil und dem äußeren Steckverbinderkörper vorgesehen. Dadurch ergibt sich eine zuverlässige Abdichtung der Öffnung in dem Gehäuse gegenüber einer möglicherweise schmutzigen, feuchten oder chemisch aggressiven Umgebung.
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Der erfindungsgemäße elektrische Steckverbinder ist insbesondere als zweiteilige Stiftwanne zur Befestigung auf einem Gehäuse, insbesondere einem Blechgehäuse ausgebildet.
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Der Steckverbinder, insbesondere die Kontakteinrichtung weist vorzugsweise einen im Wesentlichen runden Querschnitt auf. Vorzugsweise ist der elektrische Steckverbinder im Querschnitt weitgehend bzw. im Wesentlichen symmetrisch aufgebaut, soweit dies die Funktionen zulassen. Möglich sind jedoch auch abweichende Querschnitte, insbesondere quadratische Querschnitte oder rechteckige Querschnitte.
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Die Erfindung betrifft auch einen Hochvoltleitungssatz, aufweisend einen elektrischen Steckverbinder gemäß den vorstehenden Ausführungen und ein konfektioniertes Kabel mit einem korrespondierenden elektrischen Gegensteckverbinder.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Hochvoltsystem, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, aufweisend einen elektrischen Steckverbinder gemäß den vorstehenden Ausführungen, ein Gehäuse einer Hochvoltelektronikeinheit, insbesondere einer Hochspannungsbatterie, mit einem Gehäuseteil, an dem der elektrische Steckverbinder festgelegt ist und mit einem elektrischen Gegensteckverbinder zur Verbindung mit dem elektrischen Steckverbinder.
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Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Anbringen eines elektrischen Steckverbinders an einem Gehäuseteil eines Gehäuses einer Elektronikeinheit, insbesondere einer Hochspannungsbatterie, wobei eine mit einer Abschirmung versehene Kontakteinrichtung in einen inneren Steckverbinderkörper des Steckverbinders eingesetzt wird, wonach der innere Steckverbinderkörper derart in dem Gehäuse positioniert und festgelegt wird, dass ein mit einer Öffnung versehenes Gehäuseteil des Gehäuses auf den inneren Steckverbinderkörper derart aufsetzbar ist, dass ein vorderer Teil des inneren Steckverbinderkörpers die Öffnung in dem Gehäuseteil von einem Innenraum des Gehäuses nach außen durchdringt, wobei das Gehäuseteil als Deckel des Gehäuses ausgebildet ist, und wonach an einer Außenseite des Gehäuseteils ein mit dem inneren Steckverbinderkörper korrespondierender äußerer Steckverbinderkörper angesetzt und mit dem inneren Steckverbinderkörper verschraubt wird derart, dass das Gehäuseteil zwischen den beiden Steckverbinderkörpern festgelegt wird.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich der elektrische Steckverbinder besonders einfach montieren und es ergibt sich eine robuste und zuverlässige Verbindung mit einem Gehäuseteil eines Gehäuses einer Elektronikeinheit.
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Die Erfinder haben erkannt, dass es von Vorteil ist, wenn zunächst ein mit der Kontakteinrichtung versehener innerer Steckverbinderkörper in dem Gehäuse festgelegt wird und anschließend das Gehäuseteil, bei dem es sich vorzugsweise um den Deckel des Gehäuses handelt, aufgesetzt wird. Das Aufsetzen des Deckels des Gehäuses erfolgt dabei derart, dass eine in dem Deckel vorgesehene Öffnung auf den inneren Steckverbinderkörper aufgesetzt wird. Vorzugsweise erfolgt dies derart, dass eine Abschirmung des Steckverbinderkörpers eine elektrische Verbindung mit dem Deckel herstellt. Die Abschirmung kann vorzugsweise gestaltet sein, wie dies bereits vorstehend beschrieben wurde bzw. nachfolgend noch beschrieben wird, insbesondere können Kontaktpunkte vorgesehen sein.
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Anschließend kann dann der äußere Steckverbinderkörper außenseitig auf den Deckel aufgesetzt und unter Verwendung von Befestigungsmitteln an dem inneren Steckverbinderkörpern festgelegt werden. Dadurch wird auch der Deckel, der sich zwischen dem inneren Steckverbinderkörper und dem äußeren Steckverbinderkörper befindet, festgelegt. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine einfache, zuverlässige und robuste Montage des Steckverbinderkörpers. Ein derartiges Verfahren eignet sich insbesondere für elektrische Steckverbinder für die Leistungselektronik im Kraftfahrzeugbereich, insbesondere für einen Hochvoltleitungssatz und ganz besonders bevorzugt für ein Hochvoltsystem eines Kraftfahrzeugs.
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Merkmale, die bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbinder beschrieben wurden, sind selbstverständlich auch für den Hochvoltleitungssatz, das Hochvoltsystem und das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhaft umsetzbar - und umgekehrt. Ferner können Vorteile, die bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbinder genannt wurden, auch auf den Hochvoltleitungssatz, das Hochvoltsystem und das erfindungsgemäße Verfahren bezogen verstanden werden - und umgekehrt.
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Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass Begriffe wie „umfassend“, „aufweisend“ oder „mit“ keine anderen Merkmale oder Schritte ausschließen. Ferner schließen Begriffe „ein“ oder „das“, die auf eine Einzahl von Schritten oder Merkmalen hinweisen, keine Mehrzahl von Merkmalen oder Schritten aus - und umgekehrt.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben.
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Die Figuren zeigen dabei ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel, in dem einzelne Merkmale der vorliegenden Erfindung in Kombination miteinander dargestellt sind. Die Merkmale des Ausführungsbeispiels sind aber auch losgelöst von den anderen Merkmalen des Ausführungsbeispiels umsetzbar und können dementsprechend von einem Fachmann ohne Weiteres zu weiteren sinnvollen Kombinationen und Unterkombinationen verbunden werden.
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In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen.
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Es zeigen schematisch:
- 1 den elektrischen Steckverbinder in einer Explosionsdarstellung, mit einem inneren Steckverbinderkörper, einem Gehäuseteil und einem äußeren Steckverbinderkörper;
- 2 eine perspektivische Seitenansicht auf den in eine Öffnung des Gehäuseteils eingesetzten inneren Steckverbinderkörper;
- 3 eine Seitenansicht mit einer Darstellung des Gehäuseteils, an dem der elektrische Steckverbinder festgelegt ist;
- 4 eine perspektivische Ansicht von oben auf den mit dem Gehäuseteil verbundenen elektrischen Steckverbinder gemäß Pfeilrichtung IV in der 3;
- 5 eine perspektivische Ansicht von unten auf den mit dem Gehäuseteil verbundenen elektrischen Steckverbinder gemäß Pfeilrichtung V in der 3; und
- 6 eine prinzipmäßige Darstellung eines Hochvoltsystems mit einem Gehäuse einer Hochvoltelektronikeinheit, insbesondere einer Hochspannungsbatterie, und einem Hochvoltleitungssatz, aufweisend einen elektrischen Steckverbinder und ein konfektioniertes Kabel mit einem korrespondierenden elektrischen Gegensteckverbinder.
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1 zeigt einen elektrischen Steckverbinder 1 in einer bevorzugten Ausführung als Stiftwanne.
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Der elektrische Steckverbinder 1 eignet sich insbesondere zur Verwendung für die Leistungselektronik im Kraftfahrzeug- oder Elektronikbereich. Der elektrische Steckverbinder ist im Ausführungsbeispiel als Steckverbinder für den Hochvoltbereich, vorzugsweise als Bestandteil eines Hochvoltleitungssatzes und dieser wiederum vorzugsweise als Bestandteil eines Hochvoltsystems ausgebildet.
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Das Ausführungsbeispiel ist hierauf jedoch nicht beschränkt zu verstehen.
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Der elektrische Steckverbinder 1 weist einen mehrteiligen Steckverbinderkörper auf, der sich im Ausführungsbeispiel aus einem inneren Steckverbinderkörper 2 und einem äußeren Steckverbinderkörper 3 zusammensetzt.
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Wie aus den Figuren ersichtlich ist, nimmt der innere Steckverbinderkörper 2 eine Kontakteinrichtung 4 auf. Die Kontakteinrichtung 4 kann in beliebiger Weise mit dem inneren Steckverbinderkörper verbunden sein. Im Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Kontakteinrichtung 4 in den inneren Steckverbinderkörper 2 eingesteckt und dort vorzugsweise formschlüssig, insbesondere eingehakt bzw. eingeclipst ist.
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Hierzu ist im Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass der innere Steckverbinderkörper 2 Rasthaken 5 aufweist, die in geeigneter Weise mit der Kontakteinrichtung 4 verhaken bzw. verrasten (vgl. 5).
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Im Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass Stromanschlüsse 6 der Kontakteinrichtung 4 über eine geeignete Gestaltung verfügen derart, dass - wenn die Kontakteinrichtung 4 in den inneren Steckverbinderkörper 2 eingeschoben ist - die Rasthaken 5 mit einer entsprechenden Gestaltung der Stromanschlüsse 6, beispielsweise einem Rücksprung oder einem Absatz verhaken bzw. verrasten, um ein ungewolltes Ausstecken bzw. Entfernen der Kontakteinrichtung 4 aus dem inneren Steckverbinderkörper 2 zu verhindern.
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Die Rasthaken 5 sind prinzipmäßig in der 5 dargestellt und verhaken dort mit den Stromanschlüssen 6.
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Im Ausführungsbeispiel sind vier Rasthaken 5 vorgesehen, wobei je zwei Rasthaken an gegenüberliegenden Positionen an jeweils einem Stromanschluss angreifen.
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Die Kontakteinrichtung 4 kann ausgebildet sein, um elektrische Ströme und/oder Daten mit beliebigen Frequenzen und/oder Datenraten zu übertragen. Im Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Kontakteinrichtung für den Hochspannungsbereich zur Verwendung mit hohen Spannungen, insbesondere 220 Volt und größer, vorzugsweise 400 bis 1000 Volt, verwendbar ist.
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Hierzu weist die Kontakteinrichtung 4, wie in den Figuren dargestellt, zwei Stromanschlüsse 6 auf.
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Die Stromanschlüsse 6 sind im Ausführungsbeispiel mit jeweils zwei Innenleiterteilen 7 verbunden, die ausgebildet sind, um elektrischen Strom an entsprechend korrespondierend ausgebildete Innenleiterteile eines in 6 prinzipmäßig dargestellten elektrischen Gegensteckverbinders 8 zu übertragen.
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Anstelle von zwei Innenleiterteilen 7 pro Stromanschluss 6 kann auch nur ein Innenleiterteil 7 vorgesehen sein.
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Im Ausführungsbeispiel ist, wie sich insbesondere gut aus den 2 und 4 entnehmen lässt vorgesehen, dass jeweils zwei Innenleiterteile 7 paarweise derart angeordnet sind, dass ein (nicht dargestelltes) Innenleiterteil des Gegensteckverbinders 8 zwischen ein Innenleiterpaar des Steckverbinders 1 eingeschoben werden kann. Alternativ kann das Innenleiterteil des Gegensteckverbinders 8 auch ausgebildet sein, um die beiden Innenleiterteile 7 eines Paares zu umfassen. Ferner kann der Gegensteckverbinder 8 auch über Innenleiterteile verfügen, die pro Stromanschluss mehrteilig ausgebildet sind.
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In einer nicht dargestellten Ausgestaltung kann auch vorgesehen sein, dass der elektrische Steckverbinder 1 zweipolig ausgebildet ist und somit zwei Kontakteinrichtungen 4 umfasst.
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Im Ausführungsbeispiel weist die Kontakteinrichtung 4 einen kreisförmigen Außenumfang auf. Die Form der Kontakteinrichtung 4 kann jedoch beliebig gewählt sein, beispielsweise auch quadratisch oder rechteckig. Ein kreisförmiger Außenumfang, insbesondere auch ein konzentrischer bzw. symmetrischer Aufbau der Kontakteinrichtung 4 hat sich jedoch als geeignet herausgestellt.
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Die Innenleiterteile 7 der Kontakteinrichtung 4 können vorzugsweise als Pin- und/oder Stiftkontakte ausgebildet sein. Eine derartige Ausgestaltung hat sich als besonders geeignet herausgestellt.
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Wie insbesondere aus der 4 ersichtlich ist, kann die Kontakteinrichtung 4 einen sogenannten HV-Interlock 9 zur Überwachung der korrekten Verbindung des elektrischen Steckverbinders 1 mit einem elektrischen Gegensteckverbinder 8 aufweisen. In den 1 bis 3 und 5 sind auch zwei Leitungen 9a dargestellt, die zu dem HV-Interlock 9 führen.
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Der innere Steckverbinderkörper 2 weist eine elektromagnetische Abschirmung 10 auf. Insbesondere durch Wechselströme und/oder Schaltvorgänge einer Gleichspannung können elektromagnetische Störsignale generiert werden, die die Elektronik, z. B. in einem Kraftfahrzeug, insbesondere die dortigen elektronischen Steuerungen, wie z. B. eine Motorsteuerung, stören können. Das Ausführungsbeispiel zeigt eine besonders geeignete Ausführung der Abschirmung 10. Die Abschirmung 10 weist einen zylindrischen Abschnitt 11 und mehrere sich an den zylindrischen Abschnitt 11 anschließende Abschirmungslaschen 12 auf. Der Gegensteckverbinder 8 ist vorzugsweise derart gestaltet, dass dieser ebenfalls über eine Abschirmung (nicht dargestellt) verfügt, welche die Abschirmungslaschen 12 wenigstens teilweise radial kontaktiert. Die Abschirmungslaschen 12 sind vorzugsweise federnd ausgebildet, um eine gute Verbindung mit der Abschirmung des Gegensteckverbinders 8 herzustellen.
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Die Abschirmung 10 ist im Ausführungsbeispiel mit dem inneren Steckverbinderkörper 2 verbunden. Der innere Steckverbinderkörper 2 und die Abschirmung 10 werden gemeinsam in eine Öffnung 13 eines Gehäuseteiles 14 eines Gehäuses 15 einer Elektronikeinheit 16 eingesteckt.
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Das Gehäuse 15 kann Bestandteil der Elektronikeinheit 16 oder hiervon unabhängig ausgebildet sein und die Elektronikeinheit 16 aufnehmen. Die Elektronikeinheit 16 ist im Ausführungsbeispiel vorzugsweise als Hochvoltelektronikeinheit, insbesondere als Hochspannungsbatterie 16 ausgebildet.
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Eine besonders vorteilhafte Verbindung des inneren Steckverbinderkörpers 2 mit dem Gehäuse 15 bzw. dem Gehäuseteil 14 ergibt sich dadurch, dass der innere Steckverbinderkörper 2 zunächst in dem Gehäuse 15 festgelegt wird. Die Festlegung kann in beliebiger Art und Weise erfolgen. Im Ausführungsbeispiel ist in 6 prinzipmäßig dargestellt, dass der innere Steckverbinderkörper 2 an Anschraubpunkten 17 festgelegt ist. Der innere Steckverbinderkörper 2 kann hierzu entsprechend ausgestaltet sein (nicht näher dargestellt). Von Vorteil ist es, wenn der innere Steckverbinderkörper 2 zunächst in dem Gehäuse 15 festgelegt wird und anschließend das mit der Öffnung 13 versehene Gehäuseteil 14 aufgesetzt bzw. der innere Steckverbinderkörper 2 in die Öffnung 13 eingesteckt wird. Der innere Steckverbinderkörper 2 wird hierzu an einer entsprechend geeigneten Position in dem Gehäuse 15 festgelegt, so dass die Öffnung 13 und die in den inneren Steckverbinderkörper 2 eingesetzte Kontakteinrichtung 4 miteinander konzentrisch fluchten, so dass die Kontakteinrichtung 4 die Öffnung 13 von einem Innenraum des Gehäuses 15 nach außen durchdringen kann.
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Im Ausführungsbeispiel ist - optional - vorgesehen, dass das Gehäuseteil 14 als Deckel des Gehäuses 15 ausgebildet ist.
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Wenn der innere Steckverbinderkörper 2 durch die Öffnung 13 durchgesteckt ist, wird anschließend an einer Außenseite des Gehäuseteils 14 der äußere Steckverbinderkörper 3 angesetzt. Dies ist in den Figuren, insbesondere auch in der Explosionsdarstellung der 1, dargestellt. Die Festlegung des äußeren Steckverbinderkörpers 3 und des inneren Steckverbinderkörper 2 erfolgt mit Hilfe von Befestigungsmitteln 18 derart, dass auch das Gehäuseteil 14 zwischen den Steckverbinderkörpern 2, 3 festgelegt ist. Im Ausführungsbeispiel sind die Befestigungsmittel als Schraubverbindungen, insbesondere als Gewindeschrauben 18 ausgebildet.
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Im Ausführungsbeispiel ist ferner vorgesehen, dass der innere Steckverbinderkörper 3 wenigstens zwei, im Ausführungsbeispiel vier, symmetrisch um eine Mittelachse A des Steckverbinders 1 angeordnete Buchsen 19 aufweist. Die Buchsen sind im Ausführungsbeispiel als Gewindebuchsen 19 ausgebildet. Der äußere Steckverbinderkörper 3 weist korrespondierend wenigstens zwei, im Ausführungsbeispiel vier symmetrisch um die Mittelachse A des Steckverbinders 1 angeordnete Durchgangsbohrungen 20 auf.
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Im Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass das Gehäuseteil 14 Bohrungen 21 aufweist, die mit den Gewindebuchsen 19 bzw. den Durchgangsbohrungen 20 fluchten.
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Im Ausführungsbeispiel sind ferner Dichtungen, die als O-Ringe 22 ausgeführt sind, vorgesehen, um die Bohrungen 21 im Gehäuseteil 14 abzudichten. Im Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die O-Ringe 22 in die Gewindebuchsen 19 eingelegt werden. Vorzugsweise weisen die Gewindebuchsen 19 hierzu entsprechende Vertiefungen auf.
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Zum Abdichten der Öffnung 13 ist analog ebenfalls eine Dichtung 23 vorgesehen. Im Ausführungsbeispiel dient hierzu ein Dichtring 23, der zwischen der Außenseite des Gehäuseteiles 14 und dem äußeren Steckverbinderkörper 3 positioniert ist und um die Öffnung 13 umläuft (nur in 1 dargestellt).
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Wie sich insbesondere der 2 entnehmen lässt, weisen die Abschirmungslaschen 12 und/oder alternativ (jedoch nicht dargestellt) der zylindrische Abschnitt 11 der Abschirmung 10 Kontaktpunkte 24 auf, die derart positioniert sind, dass die Kontaktpunkte 24 das Gehäuseteil 14 im Bereich der Öffnung 13 kontaktieren. Vorzugsweise ragen die Kontaktpunkte 24 hierzu radial über die Abschirmungslaschen 12 hinaus. Durch die Kontaktpunkte 24 wird eine zuverlässige elektrische Verbindung zwischen der Abschirmung 10 und dem Gehäuseteil 14, welches vorzugsweise elektrisch leitend, insbesondere als Blechteil oder auch als Gussteil, ausgebildet ist, hergestellt.
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Wie sich insbesondere der 1 und der 4 entnehmen lässt, weisen die Steckverbinderkörper 2, 3 eine Positionierungseinrichtung 25 auf derart, dass die Steckverbinderkörper 2, 3 nur in einer definierten Orientierung miteinander verbindbar sind. Im Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Positionierungseinrichtung 25 wenigstens eine, im Ausführungsbeispiel mehrere, vorzugsweise drei bis vier Positionierungsnuten 26 und damit korrespondierende Positionierungsnasen 27 aufweist.
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Im Ausführungsbeispiel sind die Positionierungsnuten 26 am inneren Steckverbinderkörper 2 ausgebildet und verlaufen in Axialrichtung zwischen zwei Abschirmungslaschen 12. Der äußere Steckverbinderkörper 3 weist hierzu korrespondierende Positionierungsnasen 27 auf, die, wenn der äußere Steckverbinderkörper 3 korrekt an den inneren Steckverbinderkörper 2 angesetzt ist, in Axialrichtung A verlaufend in die entsprechenden Positionierungsnuten 26 eingeschoben werden. Im Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Steckverbinderkörper 2, 3 nur in genau einer Orientierung miteinander verbindbar sind.
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Im Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass der elektrische Steckverbinder 1 mit dem elektrischen Gegensteckverbinder 8 eine Codiereinrichtung 28 ausbildet derart, dass der Steckverbinder 1 und der Gegensteckverbinder 8 nur in einer definierten Orientierung miteinander verbindbar sind. Im Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass der elektrische Steckverbinder 1 und der elektrische Gegensteckverbinder 8 nur in genau einer Orientierung miteinander verbindbar sind.
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Im Ausführungsbeispiel ist von der Codiereinrichtung 28 nur der Teil dargestellt, der dem elektrischen Steckverbinder 1, genauer dem äußeren Steckverbinderkörper 3 zugeordnet ist. Ein dem äußeren Steckverbinderkörper 3 zugeordnetes Codierelement 29 der Codiereinrichtung 28 ist in der 1 und der 4 dargestellt und bildet eine mechanische Codierung. Mechanische Codierungen, um elektrische Steckverbinder 1 und elektrische Gegensteckverbinder 8 miteinander zu verbinden, sind aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt. Grundsätzlich können im Rahmen der Erfindung auch mehrere Codierelemente 29 an dem Steckverbinder 1 und (nicht dargestellt) an dem Gegensteckverbinder 8 vorgesehen sein, um eine Codiereinrichtung 28 entsprechend auszubilden. Im Ausführungsbeispiel sind zwei Codierelemente 29 am äußeren Steckverbinderkörper 3 ausgebildet.
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Wie sich aus den Figuren ergibt, weist der elektrische Steckverbinder 1 eine teilringförmig ausgebildete Führung 30 auf, die ausgebildet ist, um eine Verbindung des Steckverbinders 1 mit einem elektrischen Gegensteckverbinder 8, der einen 90°-Abgang aufweist, (wie in 6 prinzipmäßig dargestellt) zu ermöglichen.
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Hier sind auch andere Ausgestaltungen möglich, insbesondere dann, wenn der Gegensteckverbinder 8 über einen anderen Abgang, insbesondere einen Abgang verfügt, der parallel zur Mittelachse A des Steckverbinders 1 bzw. der Mittelachse A der Steckverbinderkörper 2, 3 verläuft.
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Wie sich den Figuren ferner entnehmen lässt, weist der äußere Steckverbinderkörper 3 eine Verzahnung 32 auf. Im Ausführungsbeispiel ist (nicht dargestellt) vorgesehen, dass der elektrische Gegensteckverbinder 8 eine korrespondierende Verzahnung aufweist, wodurch - nach dem Verbinden des elektrischen Steckverbinders 1 mit dem elektrischen Gegensteckverbinder 8 - eine formschlüssige Verbindung geschaffen ist, die einen Verdrehschutz bietet bzw. entsprechende Kräfte aufnehmen kann.
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6 zeigt einen prinzipmäßigen Aufbau eines Hochvoltsystems mit dem elektrischen Steckverbinder 1 und einem elektrischen Gegensteckverbinder 8. Dargestellt ist auch das Gehäuse 15, welches die Elektronikeinheit 16, bei der es sich vorzugsweise um eine Hochvoltelektronikeinheit, insbesondere eine Hochspannungsbatterie 16 handelt, aufnimmt.
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Die Hochspannungsbatterie 16 ist über Leitungen 33 mit den Stromanschlüssen 6 des elektrischen Steckverbinders 1 verbunden. Bei dem Gehäuseteil 14 handelt es sich dabei vorzugsweise um einen Deckel des Gehäuses 15. Der elektrische Gegensteckverbinder 8 ist in 6 als Teil eines konfektionierten Kabels 31 dargestellt, d. h. das konfektionierte Kabel 31 weist den elektrischen Gegensteckverbinder 8 auf. Grundsätzlich kann es sich bei dem elektrischen Gegensteckverbinder 8 jedoch auch um einen elektrischen Gegensteckverbinder 8 handeln, der nur als Buchse, als Adapter oder dergleichen ausgebildet ist und insbesondere nicht zwingend Teil eines konfektionierten Kabels sein muss.
