-
Technisches Gebiet:
-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein für mehrpolige Steckverbindungen verschiedener Ausgestaltungen universell einsetzbares Isoliereinsatzteil und eine mehrpolige Steckeranordnung mit einem genannten Isoliereinsatzteil. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein leistungselektronisches System mit einer genannten mehrpoligen Steckeranordnung.
-
Stand der Technik und Aufgabe der Erfindung:
-
Elektronische bzw. leistungselektronische Systeme, insb. für Kraftfahrzeuge, speziell für Hybridelektro-/Elektrofahrzeuge, weisen mehrere mehrpolige Steckeranordnungen auf, die in ihren Ausgestaltungen, sprich in der Anzahl der Steckverbindungen (Polen) der jeweiligen Steckeranordnungen, in räumlichen Anordnungen der Steckverbindungen in den jeweiligen Steckeranordnungen, in Geometrien bzw. Formen der Steckverbindungen der jeweiligen Steckeranordnungen teils grundsätzlich unterscheiden. Diese unterschiedlichen Ausgestaltungen der Steckeranordnungen führen zu hohen Herstellungsaufwand und hohen Herstellungskosten bei den leistungselektronischen Systemen.
-
Die Patentoffenlegungsschrift
DE 1 540 294 A beschreibt eine Mehrfachschutzkontaktsteckdose mit drei oder mehr Steckeranschlüssen und entsprechend vielen Randerdungskontaktpaaren, wobei die Mittelachsen der Steckeranschlüsse die Ecken eines Vielecks bilden. Dabei liegen die durch die Mittelachsen der Steckbuchsenpaare gelegten Ebenen parallel zueinander.
-
Die Patentoffenlegungsschrift
DE 14 63 475 A beschreibt eine Schalt- und Sicherungsarmatur für Niederspannungsstarkstromleitungen. Die Armatur umfasst einen Kontaktträger und ein Verbindungsorgan, das in axialer Richtung in die Verbindungslage einschiebbar ausgeführt ist und mindestens zwei in der Einschieberichtung hintereinander angeordnete Kontakte des Kontaktträgers verbindet. Dabei liegen die Kontaktflächen des Verbindungsorgans und der Kontakte des Kontaktträgers in Zylinderflächen mit zur Einschieberichtung paralleler Achse.
-
Damit besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Möglichkeit bereitzustellen, mit der ein oben genanntes (leistungs-)elektronisches System einfach und kostengünstig werden kann.
-
Beschreibung der Erfindung:
-
Diese Aufgabe wird durch Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
-
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Isoliereinsatzteil bereitgestellt, das in mehrpoligen Steckverbindungen verschiedener Ausgestaltungen universell einsetzbar ausgebildet ist.
-
Das Isoliereinsatzteil weist einen Körper aus einem elektrisch isolierenden Material auf. Ferner weist das Isoliereinsatzteil mindestens eine erste Aussparung in dem Körper auf, die eingerichtet ist zum Herstellen einer ersten (insb. einpoligen) Steckverbindung zwischen einer ersten mehrpoligen Steckeranordnung einer ersten Ausgestaltung und einer ersten mehrpoligen Gegensteckeranordnung einer ersten (mit der ersten Ausgestaltung der ersten Steckeranordnung korrespondierenden) Ausgestaltung ein erstes, elektrisch leitendes Gegenkontaktelement der ersten Gegensteckeranordnung durchzuleiten und auszurichten. Außerdem weist das Isoliereinsatzteil mindestens eine zweite Aussparung in dem Körper auf, die eingerichtet ist zum Herstellen einer zweiten (insb. einpoligen) Steckverbindung zwischen einer zweiten mehrpoligen Steckeranordnung einer zweiten Ausgestaltung und einer zweiten mehrpoligen Gegensteckeranordnung einer zweiten (mit der zweiten Ausgestaltung der zweiten Steckeranordnung korrespondierenden) Ausgestaltung ein zweites, elektrisch leitendes Gegenkontaktelement der zweiten Gegensteckeranordnung durchzuleiten und auszurichten.
-
Darüber hinaus weist das Isoliereinsatzteil mindestens eine dritte Aussparung in dem Körper auf, die sowohl eingerichtet ist zum Herstellen einer dritten (insb. einpoligen) Steckverbindung zwischen der ersten Steckeranordnung und der ersten Gegensteckeranordnung ein drittes, elektrisch leitendes Gegenkontaktelement der ersten Gegensteckeranordnung durchzuleiten und auszurichten, als auch eingerichtet ist zum Herstellen einer vierten (insb. einpoligen) Steckverbindung zwischen der zweiten Steckeranordnung und der zweiten mehrpoligen Gegensteckeranordnung ein viertes, elektrisch leitendes Gegenkontaktelement der zweiten Gegensteckeranordnung durchzuleiten und auszurichten.
-
Die verschiedenen Aussparungen des Isoliereinsatzteils ermöglichen dem Isoliereinsatzteil Einsätze in verschiedenen mehrpoligen Steckverbindungen unterschiedlicher Ausgestaltungen. Dadurch können Steckeranordnungen trotz unterschiedlicher Ausgestaltungen in der Anzahl der Steckverbindungen (Polen) der jeweiligen Steckeranordnungen, in räumlichen Anordnungen der Steckverbindungen in den jeweiligen Steckeranordnungen, in Geometrien bzw. Formen der Steckverbindungen der jeweiligen Steckeranordnungen usw. mit demselben oben beschriebenen Typ von Isoliereinsatzteilen der gleichen Ausgestaltung ausgestattet werden. Dadurch können die Isoliereinsatzteile für die Steckeranordnungen als Massenprodukt in einer großen Stückzahl kostengünstig hergestellt und in verschiedenen Steckeranordnungen unterschiedlicher Ausgestaltungen eingesetzt werden. Entsprechend können Steckeranordnungen und somit auch leistungselektronische Systeme mit mehreren mehrpoligen Steckeranordnungen unterschiedlicher Ausgestaltungen variabel gestaltet werden und zudem einfach und kostengünstig hergestellt werden.
-
Damit ist eine Möglichkeit bereitgestellt, mit der ein oben genanntes (leistungs-)elektronisches System einfach und kostengünstig werden kann.
-
Die Aussparungen ermöglichen zudem einfache Ausrichtungen der Steckeranordnungen zu den Gegensteckeranordnungen während des Steckervorgangs und stabile Steckverbindungen zwischen den Steckeranordnungen, in denen das Isoliereinsatzteil eingesetzt wird, und den Gegensteckeranordnungen. Hierbei führen die Aussparungen elektrisch leitende Gegensteckelemente der Gegensteckeranordnungen, wie z. B. Kontaktpins oder Stromsammelschienen, durch zu ebenfalls elektrisch leitenden Steckelementen der Steckeranordnungen, wie z. B. Kontaktbusen oder Kontaktelementen für Stromsammelschienen, die sich in der Steckrichtung der Gegensteckeranordnungen betrachtet hinter den jeweiligen Aussparungen befinden und von dem Isoliereinsatzteil vor bspw. mechanischen Einflüssen geschützt werden. Darüber hinaus richten die Aussparungen die jeweiligen Gegensteckelemente zu den korrespondierenden Steckelementen hinter den jeweiligen Aussparungen aus und ermöglichen somit stabile elektrische Steckverbindungen zwischen den Gegensteckelementen der Gegensteckeranordnungen mit den jeweiligen korrespondierenden Steckelementen der Steckeranordnungen.
-
Insb. dient die erste Aussparung nicht zum Herstellen einer Steckverbindung zwischen der zweiten Steckeranordnung und der zweiten Gegensteckeranordnung. Mit anderen Worten: die erste Aussparung ist nicht zum Herstellen einer Steckverbindung zwischen der zweiten Steckeranordnung und der zweiten Gegensteckeranordnung geeignet und auch nicht vorgesehen, eine derartige Steckverbindung herzustellen.
-
Analog dient die zweite Aussparung insb. nicht zum Herstellen einer Steckverbindung zwischen der ersten Steckeranordnung und der ersten Gegensteckeranordnung. Anders gesagt: die zweite Aussparung ist nicht zum Herstellen einer Steckverbindung zwischen der ersten Steckeranordnung und der ersten Gegensteckeranordnung geeignet und auch nicht vorgesehen, eine derartige Steckverbindung herzustellen.
-
Bspw. ist mindestens eine der ersten, der zweiten und der dritten Aussparung als ein Durchgangsloch zum Durchleiten und zum Ausrichten eines stiftförmigen Gegenkontaktelements ausgebildet.
-
Bspw. ist mindestens eine weitere der ersten, der zweiten und der dritten Aussparung als ein Durchgangsschlitz zum Durchleiten und zum Ausrichten eines Gegenkontaktelements in Form einer Stromsammelschiene ausgebildet.
-
Bspw. weist das Isoliereinsatzteil ferner mindestens eine vierte Aussparung in dem Körper auf, die zur Aufnahme einer elektrischen Schaltungseinheit oder eines elektromagnetischen Filters oder eines Kondensators oder einer Spule oder eines Halbleiterschalters oder eines elektrischen Widerstands oder eines Shunts oder eines Relais oder eines Strommessers oder eines Elements zur elektromagnetischen Abschirmung eingerichtet ist.
-
Bspw. ist die vierte Aussparung eine von der ersten, der zweiten und der dritten Aussparung zumindest teilweise umlaufend ausgebildet.
-
Bspw. bildet zumindest ein Teil einer von der ersten, der zweiten und der dritten Aussparung einen Teil der vierten Aussparung aus. Mit anderen Worten: die vierte Aussparung umfasst einen Teil einer der ersten, der zweiten und der dritten Aussparung.
-
Die Aussparungen sind bspw. in mehreren Spalten oder Zeilen hintereinander, nebeneinander oder in einer sonstigen räumlichen Aufteilung voneinander räumlich versetzt angeordnet.
-
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine mehrpolige Steckeranordnung für ein leistungselektronisches System, insb. eines Kraftfahrzeugs, speziell eines Hybridelektro-/Elektrofahrzeugs, bereitgestellt.
-
Die Steckeranordnung weist mindestens zwei elektrische Kontaktelemente zum Herstellen jeweils einer elektrischen Kontaktverbindung zu jeweils einem von mindestens zwei Gegenkontaktelementen einer mehrpoligen Gegensteckeranordnung, sowie ein zuvor beschriebenes Isoliereinsatzteil mit mindestens zwei Aussparungen zum Durchleiten und zum Ausrichten der Gegenkontaktelemente der Gegensteckeranordnung auf.
-
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein leistungselektronisches System, insb. für ein Kraftfahrzeug, speziell für ein Hybridelektro-/Elektrofahrzeug, bereitgestellt.
-
Das System weist mindestens zwei leistungselektronische Schaltungsvorrichtungen auf, wobei eine der Schaltungsvorrichtungen mindestens eine zuvor genannte Steckeranordnung aufweist und mit der anderen Schaltungsvorrichtung über die genannte Steckeranordnung mehrpolig elektrisch verbunden ist.
-
Vorteilhafte Ausgestaltungen des oben beschriebenen Isoliereinsatzteils sind, soweit im Übrigen, auf die oben genannte Steckeranordnung oder auf das oben genannte System übertragbar, auch als vorteilhafte Ausgestaltungen der Steckeranordnung oder des Systems anzusehen.
-
Figurenliste
-
Im Folgenden werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 in einer schematischen Draufsichtdarstellung ein Isoliereinsatzteil gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
- 2 in einer weiteren schematischen Draufsichtdarstellung eine erste Steckeranordnung einer ersten Ausgestaltung mit dem in 1 dargestellten Isoliereinsatzteil; und
- 3 in einer weiteren schematischen Draufsichtdarstellung eine zweite Steckeranordnung einer zweiten Ausgestaltung mit dem in 1 dargestellten Isoliereinsatzteil.
-
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen:
-
1 zeigt in einer schematischen Draufsichtdarstellung ein universell einsetzbares Isoliereinsatzteil IE gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung.
-
Das Isoliereinsatzteil IE weist einen Körper KP aus einem elektrisch isolierenden und vorzugsweise thermisch gut leitenden Material, wie z. B. einem Kunststoff, auf, der in seiner Außengeometrie im Wesentlichen eine Form von einem flachen Quader aufweist.
-
Das Isoliereinsatzteil IE weist ferner eine erste Aussparung AS1, drei zweite Aussparungen AS2, drei dritte Aussparungen AS3 sowie zwei vierte Aussparungen AS4 auf, die an bzw. in dem Körper KP des Isoliereinsatzteils IE den Körper KP durchgehend ausgebildet sind.
-
Dabei sind die erste Aussparung AS1, zwei der zweiten Aussparungen AS2 sowie die dritten Aussparungen AS3 als Durchgangslöcher mit jeweils einem kreisrunden Querschnitt ausgebildet. Eine weitere der zweiten Aussparungen AS2 ist als ein Durchgangsschlitz mit einem schmalen, länglichen Verlauf ausgebildet und verbindet zwei benachbarten dritten Aussparungen AS3 miteinander. Noch eine weitere der zweiten Aussparungen AS2 ist in der Draufsicht des Isoliereinsatzteils IE in Form von einem T-förmigen Durchgangsschlitz ausgebildet und verbindet zwei benachbarten dritten Aussparungen AS3 miteinander und mit einer der vierten Aussparungen AS4. Die zwei vierten Aussparungen AS4 weisen eine rechteckige Form auf und überschneiden sich jeweils mit der ersten Aussparung AS1 und einer der zweiten Aussparungen AS2 bzw. mit zwei zweiten Aussparungen AS2.
-
Das Isoliereinsatzteil IE kann mit seinen vielen unterschiedlich geformten Aussparungen AS1, AS2, AS3 und AS4 in mehrpoligen Steckeranordnungen unterschiedlicher Ausgestaltungen, sprich unterschiedlicher Anzahl und unterschiedlicher räumlichen Anordnungen der Steckverbindungen (Polen), unterschiedlicher Geometrien bzw. Formen der einzelnen Steckverbindungen, universell eingesetzt werden. Dabei dient das Isoliereinsatzteil IE zum Durchleiten und zum Ausrichten von Gegenkontaktelementen von Gegensteckeranordnungen in bzw. zu Kontaktelementen der Steckeranordnungen, sowie zur elektrischen Isolation der Gegenkontaktelemente voneinander.
-
2 zeigt in einer weiteren schematischen Draufsichtdarstellung eine erste mehrpolige Steckeranordnung SA1 einer ersten Ausgestaltung (bzw. ein Teil davon) mit dem in 1 dargestellten Isoliereinsatzteil IE, sowie eine korrespondierende erste mehrpolige Gegensteckeranordnung GA1.
-
Die erste Gegensteckeranordnung GA1 (die in der 2 mit gestrichelten Linien schematisch dargestellt ist) ist in die erste Steckeranordnung SA1 gesteckt und bildet somit eine erste mehrpolige Steckverbindung aus.
-
Die erste Gegensteckeranordnung GA1 weist ein erstes Gegenkontaktelement GE1 auf, das als ein Kontaktpin mit einem kreisrunden Querschnitt ausgebildet ist und in die erste Aussparung AS1 des Isoliereinsatzteils IE eingesteckt ist und mit einem ersten Kontaktelement KE1 der ersten Steckeranordnung SA1 in oder hinter der ersten Aussparung AS1 elektrisch kontaktiert ist.
-
Die erste Aussparung AS1 leitet beim Stecken der ersten Gegensteckeranordnung GA1 in die erste Steckeranordnung SA1 das erste Gegenkontaktelement GE1 durch und richtet dies gegenüber dem ersten Kontaktelement KE1 aus. Damit stellt die erste Aussparung AS1 eine erste Steckverbindung zwischen der ersten mehrpoligen Steckeranordnung SA1 der ersten Ausgestaltung mit der ersten mehrpoligen Gegensteckeranordnung GA1 der ersten Ausgestaltung sicher.
-
Die erste Gegensteckeranordnung GA1 weist ferner drei dritte Gegenkontaktelemente GE3 auf, die ebenfalls als Kontaktpins mit jeweils einem kreisrunden Querschnitt ausgebildet sind und jeweils in einer der drei dritten Aussparungeb AS3 des Isoliereinsatzteils IE eingesteckt sind und jeweils mit einem der drei dritten Kontaktelemente KE3 der ersten Steckeranordnung SA1 in oder hinter den jeweiligen dritten Aussparungen AS3 elektrisch kontaktiert sind.
-
Analog zu der ersten Aussparung AS1 leiten die drei dritten Aussparungen AS3 beim Stecken der ersten Gegensteckeranordnung GA1 in die erste Steckeranordnung SA1 die jeweiligen dritten Gegenkontaktelemente GE3 durch und richten diese gegenüber den jeweiligen korrespondierenden dritten Kontaktelementen KE3 aus. Damit stellen die dritten Aussparungen AS3 drei dritte Steckverbindungen zwischen der ersten Steckeranordnung SA1 der ersten Ausgestaltung mit der ersten Gegensteckeranordnung GA1 der ersten Ausgestaltung sicher.
-
Die zweiten und die vierten Aussparungen AS2 und AS4 des Isoliereinsatzteils IE bleiben in dieser mehrpoligen Steckverbindung unbelegt bzw. frei von Gegenkontaktelementen.
-
3 zeigt in einer weiteren schematischen Draufsichtdarstellung eine zweite mehrpolige Steckeranordnung SA2 einer zweiten Ausgestaltung (bzw. ein Teil davon) mit dem in 1 dargestellten Isoliereinsatzteil IE, sowie eine korrespondierende zweite mehrpolige Gegensteckeranordnung GA2.
-
Die zweite Gegensteckeranordnung GA2 (die in der 3 ebenfalls mit gestrichelten Linien schematisch dargestellt ist) ist in die zweite Steckeranordnung SA2 gesteckt und bildet somit eine zweite mehrpolige Steckverbindung aus.
-
Die zweite Gegensteckeranordnung GA2 weist zwei zweite Gegenkontaktelemente GE2 auf, die als löt- oder schweißbare Stromsammelschienen mit jeweils einer löt- oder schweißbaren Oberfläche ausgebildet sind. Die zweite Gegenkontaktelemente GE2 sind in einer der vierten Aussparung AS4 sowie jeweils in einer der kreisrunden zweiten Aussparungen AS2 des Isoliereinsatzteils IE angeordnet und gegenüber der zweiten Steckeranordnung SA2 ausgerichtet.
-
Die zweite Steckeranordnung SA2 weist zwei zweite Kontaktelemente KE2 auf, die als löt- oder schweißbare Kontaktelemente ausgebildet sind und jeweils durch eine der kreisrunden zweiten Aussparungen AS2 des Isoliereinsatzteils IE hindurchragend angeordnet sind. Dabei weisen die zwei zweiten Kontaktelemente KE2 jeweils eine Löt- bzw. Schweißfläche auf, auf der jeweils eins der zwei zweiten Gegenkontaktelemente GE2 aufgelötet bzw. aufgeschweißt sind.
-
Die zweite Gegensteckeranordnung GA2 weist ferner zwei vierte Gegenkontaktelemente GE4 auf, das ebenfalls als löt- oder schweißbare Stromsammelschienen mit jeweils einer löt- oder schweißbaren Oberfläche ausgebildet sind. Die vierte Gegenkontaktelemente GE4 sind entlang der zweiten Aussparungen AS2 und einer der dritten Aussparungen AS3 bis zu jeweils einer der beiden weiteren der dritten Aussparungen AS3 geführt und gegenüber der zweiten Steckeranordnung SA2 ausgerichtet.
-
Die zweite Steckeranordnung SA2 weist analog zwei vierte Kontaktelemente KE4 auf, die ebenfalls als löt- oder schweißbare Kontaktelemente ausgebildet sind und jeweils durch eine der kreisrunden dritten Aussparungen AS3 des Isoliereinsatzteils IE hindurchragend angeordnet sind. Dabei weisen die zwei vierten Kontaktelemente KE4 ebenfalls jeweils eine Löt- bzw. Schweißfläche auf, auf der jeweils eins der zwei vierten Gegenkontaktelemente GE4 aufgelötet bzw. aufgeschweißt sind.
-
In die vierten Aussparungen AS4 des Isoliereinsatzteils IE sind jeweils einer von zwei Filtern FT oder eins von zwei Elementen zur elektromagnetischen Abschirmung angeordnet, die die jeweiligen Gegenkontaktelemente GE2, GE4 zumindest teilweise umranden.
-
Die einzige erste Aussparung AS1 des Isoliereinsatzteils IE bleibt in dieser mehrpoligen Steckverbindung unbelegt bzw. frei von Gegenkontaktelementen.
