DE102020104168A1 - Steckervorrichtung - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Steckervorrichtung (100), mit einer zumindest zweiteilig ausgebildeten Kontakthülse (102), wobei die Kontakthülse (102) ein erstes Hülsenelement (106) und ein zweites Hülsenelement (108) aufweist, wobei das erste Hülsenelement (106) einen Innenraum (110) nach radial außen begrenzt, wobei das zweite Hülsenelement (108) das erste Hülsenelement (106) nach radial außen umgibt, wobei die Hülsenelemente (106, 108) an den einander zugewandten Flächen (112, 114) jeweils Aussparungen (116, 118) aufweisen, die gemeinsam einen Kühlmittelkanal (120) ausbilden, und wobei der Kühlmittelkanal (120) mäanderförmige Abschnitte (122, 124) aufweist.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Steckervorrichtung, insbesondere zum Anschluss eines Ladekabels zum Laden einer KFZ-Traktionsbatterie.
-
WO 2018/006903 A1 -
CN 107425323 A offenbart eine Steckbuchse mit einem Steckerteil und einer Außenhülse, wobei im Steckerteil Kühlkanäle ausgebildet sind, durch die eine Kühlflüssigkeit geführt werden kann. Die Kühlkanäle werden durch die Außenhülse nach radial außen verschlossen. Das Steckerteil ist in der Herstellung vergleichsweise aufwändig. - Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine demgegenüber verbesserte Steckervorrichtung bereitzustellen. Dabei ist eine vergleichsweise einfache Herstellung wünschenswert.
- Die Steckervorrichtung umfasst eine zumindest zweiteilig ausgebildete Kontakthülse. Die Kontakthülse weist ein erstes Hülsenelement (erstes Teil) und ein zweites Hülsenelement (zweites Teil) auf. Das erste Hülsenelement begrenzt einen, vorzugsweise zylindrischen, Innenraum nach radial außen. Das zweite Hülsenelement umgibt das erste Hülsenelement nach radial außen, wobei die Hülsenelemente an den einander zugewandten Flächen (Außenfläche des ersten Hülsenelements und Innenfläche des zweiten Hülsenelements) jeweils Aussparungen aufweisen, die gemeinsam einen Kühlmittelkanal ausbilden, wobei der Kühlmittelkanal mäanderförmige Abschnitte aufweist.
- Eine Ausgestaltung der Kontakthülse durch zwei Hülsenelemente (zwei Schichten) begünstigt eine Herstellung, da die Hülsenelemente einzeln ausgebildet und zur Kontakthülse zusammengesetzt werden können. Zudem erlaubt diese Konstruktion durch den vorhandenen Innenraum die Kontakthülse steckerseitig (bspw. Ladestecker) als auch buchsenseitig (bspw. Ladebuchse) einzusetzen. Der Kühlmittelkanal kann derart geführt sein, dass das hierin geführte Kühlmedium von einem der Hülsenelemente zum anderen Hülsenelement wechselt und umgekehrt. Dies begünstigt die Kühlung der Kontakthülse. Somit ist eine Fluid-gekühlte Steckervorrichtung geschaffen, deren Kontaktbuchse von einem Kühlmittel durchströmbar ist.
- Das erste Hülsenelement und das zweite Hülsenelement sind insbesondere elektrisch leitend ausgebildet. So können diese elektrischen Strom übertragen, bspw. von einem an die Kontakthülse angeschlossenen elektrischen Leiter (bspw. Kabel) auf einen im Innenraum der ersten Kontakthülse befindlichen Kontaktstecker. Der Stromfluss kann überwiegend über die nicht mit Aussparungen versehenen Abschnitte der Hülsenelemente („Trennstellen“) erfolgen, bspw. von radial innen nach radial außen.
- Bei der Steckervorrichtung kann es sich bspw. um einen elektrischen Steckverbinder handeln (Bestandteil einer elektrischen Steckverbindung), bspw. einen Ladestecker oder eine Ladebuchse, die mit einer solchen Kontakthülse ausgestattet ist.
- Ein mäanderförmiger Abschnitt besteht aus zwei parallelen und mittels einer Trennwand voneinander getrennten Kanalabschnitten, die über eine, bspw. endseitig an der Trennwand angeordnete, Öffnung miteinander verbunden sind. Hieraus ergibt sich eine Mäanderform (bspw. (U-förmige) Haarnadelform).
- Der Kühlmittelkanal weist einen Eintritt (Kühlmitteleintritt) und einen Austritt (Kühlmittelaustritt) auf. Eintritt und Austritt können bspw. am zweiten Hülsenelement (radial äußeres Hülsenelement) angeordnet sein. Unabhängig davon kann es sich bei dem Kühlmittel um ein flüssiges oder gasförmiges Kühlmedium handeln, bspw. Flüssiggas (z.B. CO2 oder Stickstoff), Glyphosat oder eine Salzwasserlösung.
- Es ist denkbar, dass die Kontakthülse weitere Hülsenelemente aufweist, bspw. ein drittes Hülsenelement und/oder ein viertes Hülsenelement. Die Kontakthülse kann somit aus mehr als zwei Teilen bestehen. Dadurch lassen sich Kühlung und/oder Stabilität der Kontakthülse weiter optimieren.
- Vorzugsweise weisen das erste Hülsenelement und das zweite Hülsenelement in Umfangsrichtung, vorzugsweise abwechselnd, jeweils mit den Aussparungen versehene Abschnitte (kanalisierte Abschnitte) und von Aussparungen freie Abschnitte (kanalfreie Abschnitte bzw. Trennbereiche) auf, wobei die Hülsenelemente (in Umfangsrichtung) derart zueinander angeordnet sind, dass von Aussparungen freie Abschnitte des ersten Hülsenelements die mit Aussparungen versehenen Abschnitte des zweiten Hülsenelements bedecken und/oder umgekehrt. Dadurch sind die Aussparungen des einen Hülsenelements jeweils durch die Trennbereiche des anderen Hülsenelements verschlossen. Eine gesonderte Abdichtung der Aussparungen kann entfallen.
- Vorzugsweise kann das erste Hülsenelement an seiner radial inneren Seite eine (die Aussparungen bedeckende) Hülsenwandung aufweisen. Damit sind die Aussparungen zum Innenraum hin verschlossen. Die Hülsenwandung kann elektrisch leitend ausgebildet und/oder zur Kontaktierung mit einem im Innenraum befindlichen Steckkontakt eingerichtet sein.
- Vorzugsweise kann das zweite Hülsenelement an seiner radial äußeren Seite eine (die Aussparungen bedeckende) Hülsenwandung aufweisen. Damit sind die Aussparungen nach radial außen verschlossen. Die Hülsenwandung kann elektrisch leitend ausgebildet sein, bspw. zum Anschluss an einen elektrischen Leiter (bspw. Anschlusskabel). Ebenfalls denkbar ist, dass die Hülsenwandung elektrisch isolierend ausgebildet ist, bspw. als isolierende Ummantelung des zweiten Hülsenelements bzw. der Kontakthülse.
- Vorzugsweise kann die Längsrichtung der mäanderförmigen Abschnitte parallel zur Mittellängsrichtung der Kontakthülse ausgerichtet sein. Dadurch lässt sich eine homogene Kühlung entlang der Kontakthülse erreichen.
- Vorzugsweise kann der Kühlmittelkanal derart verlaufen, dass (entlang des Kühlmittelkanals) ein mäanderförmiger Abschnitt im ersten Hülsenelement und ein mäanderförmiger Abschnitt im zweiten Hülsenelement, vorzugsweise abwechselnd, aufeinanderfolgen. Somit kann ein im Kühlmittelkanal geführtes Kühlmedium vom ersten Hülsenelement zum zweiten Hülsenelement und umgekehrt wechseln. Dies begünstigt eine homogene Wärmeabfuhr. Die mäanderförmigen Abschnitte des ersten Hülsenelements und die mäanderförmigen Abschnitte des zweiten Hülsenelements sind in Umfangsrichtung vorzugsweise versetzt zueinander angeordnet.
- Vorzugsweise können die Aussparungen in Umfangsrichtung der Hülsenelemente jeweils regelmäßig angeordnet sein. So können benachbarte Aussparungen in gleichen Winkel zueinander angeordnet sein. Dies trägt zu einer über den Umfang gleichmäßigen Kühlung bei.
- Vorzugsweise kann eine Außenhülse vorgesehen sein, die das zweite Hülsenelement bzw. das radial äußerste Hülsenelement nach radial außen umgibt. Die Außenhülse kann zur Stabilisierung und/oder zur zusätzlichen Abdichtung des Kühlmittelkanals beitragen.
- Vorzugsweise können das erste Hülsenelement und das zweite Hülsenelement durch eine elektrisch leitende (radial zwischenliegende) Zwischenschicht verbunden sein. Dadurch kann die elektrische Kontaktierung zwischen den Hülsenelementen optimiert werden.
- Vorzugsweise können eines oder beide der Hülsenelemente durch Schichtstanzen (bspw. Stanzen und Pressen mit mehreren Platten), Gießen (bspw. über ein Negativ) oder 3D-Druck (bspw. Sintern) ausgebildet sein und/oder eines oder beide der Hülsenelemente können eine Pulverbeschichtung aufweisen. Hiermit können die Hülsenelemente weiter optimiert werden.
- Vorzugsweise kann der vom ersten Hülsenelement umgebene Innenraum zur Aufnahme eines Kontaktstifts eingerichtet sein (Ausführung als Steckbuchse) oder im vom ersten Hülsenelement umgebenen Innenraum kann ein Kontaktstift montiert sein (Ausführung als Stecker). Damit kann die Kontakthülse zur Kühlung eines Kontaktsteckers oder einer Kontaktbuchse ausgebildet sein, bspw. zur Kühlung des Steckerkontakts im Ladestecker des Ladekabels oder als Gegenstück im Energieabnehmer, bspw. einem Fahrzeug.
- Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen. Es zeigen:
-
1 schematisch eine perspektivische, teilweise aufgebrochene Ansicht einer Steckervorrichtung; -
2 schematisch einen Querschnitt durch die Steckervorrichtung, -
3 schematisch eine Abwicklung der Steckervorrichtung mit Blick auf die Flachseiten der Kontakthülse, wobei die Hülsenelemente zur Veranschaulichung axial zueinander versetzt sind; und -
4 schematisch eine Abwicklung der Steckervorrichtung mit Blick auf die Schmalseite der Kontakthülse. - In
1 ist schematisch eine perspektivische, teilweise aufgebrochene Ansicht einer Steckervorrichtung100 dargestellt. - Die Steckervorrichtung
100 weist im Beispiel eine zweiteilig ausgebildete Kontakthülse102 auf, die nach radial außen von einer (zur Veranschaulichung aufgebrochen dargestellten) Außenhülse104 umgeben ist (Außenhülse nur in1 gezeigt). Die Kontakthülse102 weist ein erstes Hülsenelement106 und ein zweites Hülsenelement108 auf. Das erste Hülsenelement106 begrenzt einen bspw. zylindrischen Innenraum110 nach radial außen. Das zweite Hülsenelement108 umgibt das erste Hülsenelement106 nach radial außen. - Die Hülsenelemente
106 ,108 weisen an den einander zugewandten Flächen (Außenfläche112 des ersten Hülsenelements106 und Innenfläche114 des zweiten Hülsenelements108 ) jeweils Aussparungen116 ,118 auf, die gemeinsam einen Kühlmittelkanal120 ausbilden, wobei der Kühlmittelkanal120 mäanderförmige Abschnitte122 ,124 aufweist (jeweils lediglich einmal mit Bezugszeichen versehen). Der Kühlmittelkanal120 ist derart geführt, dass das hierin geführte Kühlmedium von einem der Hülsenelemente106 ,108 zum anderen Hülsenelement108 ,106 wechselt und umgekehrt. - Die mäanderförmigen Abschnitte
122 ,124 bestehen jeweils aus zwei parallelen und mittels einer Trennwand126 voneinander getrennten Kanalabschnitten128 ,130 , die über eine, bspw. endseitig an der Trennwand126 bzw. der Aussparung118 angeordnete, Öffnung132 miteinander verbunden sind (hier beispielhaft am mäanderförmigen Abschnitt124 veranschaulicht). Die Längsrichtung der mäanderförmigen Abschnitte (Mittellängsrichtung der Kanalabschnitte128 ,130 ) ist parallel zur Mittellängsachse der Kontakthülse102 ausgerichtet. - Der Kühlmittelkanal
120 weist einen Eintritt134 (Kühlmitteleintritt) und einen Austritt136 (Kühlmittelaustritt) auf (vgl.3 ). Eintritt134 und Austritt136 können bspw. am zweiten Hülsenelement108 angeordnet sein (nicht gezeigt). - Das erste Hülsenelement
106 und das zweite Hülsenelement108 weisen in Umfangsrichtung, vorzugsweise abwechselnd, jeweils mit den Aussparungen116 ,118 versehene Abschnitte138 ,140 (kanalisierte Abschnitte138 ,140 ) und von Aussparungen freie Abschnitte142 ,144 (Trennbereiche142 ,144 ) auf, wobei die Hülsenelemente106 ,108 derart zueinander angeordnet sind, dass von Aussparungen freie Abschnitte142 des ersten Hülsenelements106 die mit Aussparungen118 versehenen Abschnitte140 des zweiten Hülsenelements108 bedecken und/oder umgekehrt (vgl.2 bis4 ). - Das erste Hülsenelement
106 kann an seiner radial inneren Seite eine (die Aussparungen116 bedeckende) Hülsenwandung146 aufweisen (vgl.4 ). Das zweite Hülsenelement108 kann an seiner radial äußeren Seite eine (die Aussparungen118 bedeckende) Hülsenwandung148 aufweisen. - Der Kühlmittelkanal
120 verläuft derart, dass (entlang des Kühlmittelkanals) ein mäanderförmiger Abschnitt122 im ersten Hülsenelement106 und ein mäanderförmiger Abschnitt124 im zweiten Hülsenelement108 , vorzugsweise abwechselnd, aufeinander folgen (vgl.1 und3 ). Ein im Kühlmittelkanal120 geführtes Kühlmedium wechselt somit vom ersten Hülsenelement106 zum zweiten Hülsenelement108 und umgekehrt. - Der Kühlmittelkanal
120 ist u.a. in3 veranschaulicht. Das Kühlmittel läuft im Kühlmittelkanal120 von einem Eintritt134 zu einem Austritt136 . Das Kühlmittel kommt vom zweiten Hülsenelement108 (äußeres Hülsenelement) und fließt vor einer Trennwand durch den Durchtritt150 ,150' in das erste Hülsenelement106 (inneres Hülsenelement). Dort durchläuft das Kühlmittel den mäanderförmigen Abschnitt138 und fließt über den Durchtritt152' ,152 in das zweite Hülsenelement108 zurück. Dort durchläuft das Kühlmittel den mäanderförmigen Abschnitt140 und fließt durch den Durchtritt154 erneut in das erste Hülsenelement106 , wo das Kühlmittel den mäanderförmigen Abschnitt138' durchläuft. Der Wechsel zwischen den Hülsenelementen106 ,108 wiederholt sich so lange, bis das Kühlmittel den Austritt136 erreicht. - Die mäanderförmigen Abschnitte
122 des ersten Hülsenelements106 und die mäanderförmigen Abschnitte124 des zweiten Hülsenelements108 sind im Beispiel in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnet (vgl.1 und2 ). - Die Aussparungen
116 ,118 sind im Beispiel in Umfangsrichtung der Hülsenelemente106 ,108 jeweils regelmäßig angeordnet. Bspw. können benachbarte Aussparungen116 ,118 in gleichen Winkel zueinander angeordnet sein. - Optional können das erste Hülsenelement
106 und das zweite Hülsenelement108 durch eine elektrisch leitende (radial zwischenliegende) Zwischenschicht106 verbunden sein (vgl.4 ). - Der vom ersten Hülsenelement
106 umgebene Innenraum110 kann zur Aufnahme eines (nicht dargestellten) Kontaktstifts eingerichtet sein (Ausführung als Steckbuchse) oder im vom ersten Hülsenelement106 umgebenen Innenraum110 kann ein (nicht dargestellter) Kontaktstift montiert sein (Ausführung als Stecker). - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
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- WO 2018/006903 A1 [0002]
- CN 107425323 A [0003]
Claims (10)
- Steckervorrichtung (100), insbesondere zum Anschluss eines Ladekabels zum Laden einer KFZ-Traktionsbatterie, mit einer zumindest zweiteilig ausgebildeten Kontakthülse (102), dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakthülse (102) ein erstes Hülsenelement (106) und ein zweites Hülsenelement (108) aufweist, wobei das erste Hülsenelement (106) einen Innenraum (110) nach radial außen begrenzt, wobei das zweite Hülsenelement (108) das erste Hülsenelement (106) nach radial außen umgibt, wobei die Hülsenelemente (106, 108) an den einander zugewandten Flächen (112, 114) jeweils Aussparungen (116, 118) aufweisen, die gemeinsam einen Kühlmittelkanal (120) ausbilden, wobei der Kühlmittelkanal (120) mäanderförmige Abschnitte (122, 124) aufweist.
- Steckervorrichtung (100) nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das erste Hülsenelement (106) und das zweite Hülsenelement (108) in Umfangsrichtung, vorzugsweise abwechselnd, jeweils mit den Aussparungen (116, 118) versehene Abschnitte (138, 140) und von Aussparungen freie Abschnitte (142, 144) aufweisen, wobei die Hülsenelemente (106, 108) derart zueinander angeordnet sind, dass von Aussparungen freie Abschnitte (142) des ersten Hülsenelements (106) die mit Aussparungen (118) versehenen Abschnitte (140) des zweiten Hülsenelements (108) bedecken und/oder umgekehrt. - Steckervorrichtung (100) nach
Anspruch 1 oder2 , dadurch gekennzeichnet, dass das erste Hülsenelement (106) an seiner radial inneren Seite eine Hülsenwandung (146) aufweist und/oder dass das zweite Hülsenelement (108) an seiner radial äußeren Seite eine Hülsenwandung (148) aufweist. - Steckervorrichtung (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsrichtung der mäanderförmigen Abschnitte (122, 124) parallel zur Mittellängsrichtung der Kontakthülse (102) ausgerichtet ist.
- Steckervorrichtung (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmittelkanal (120) derart verläuft, dass ein mäanderförmiger Abschnitt (122) im ersten Hülsenelement (106) und ein mäanderförmiger Abschnitt (124) im zweiten Hülsenelement (108), vorzugsweise abwechselnd, aufeinander folgen.
- Steckervorrichtung (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen (116, 118) in Umfangsrichtung der Hülsenelemente (106, 108) jeweils regelmäßig angeordnet sind.
- Steckervorrichtung (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Außenhülse (104) vorgesehen ist, die das zweite Hülsenelement (108) nach radial außen umgibt.
- Steckervorrichtung (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Hülsenelement (106) und das zweite Hülsenelement (108) durch eine elektrisch leitende Zwischenschicht (160) verbunden sind.
- Steckervorrichtung (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eines oder beide der Hülsenelemente (106, 108) durch Schichtstanzen, Gießen oder 3D-Druck ausgebildet sind und/oder dass eines oder beide der Hülsenelemente (106, 108) eine Pulverbeschichtung aufweisen.
- Steckervorrichtung (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vom ersten Hülsenelement (106) umgebene Innenraum (110) zur Aufnahme eines Kontaktstifts eingerichtet ist oder dass im vom ersten Hülsenelement (106) umgebenen Innenraum (110) ein Kontaktstift montiert ist.
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