DE102020116535A1

DE102020116535A1 - Hochstromkontakteinrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Hochstromkontakteinrichtung

Info

Publication number: DE102020116535A1
Application number: DE102020116535.8A
Authority: DE
Inventors: Philipp Kowarsch; Dominik Heiss; Tobias Meißner; Frank Wittrock
Original assignee: TE Connectivity Germany GmbH
Current assignee: TE Connectivity Germany GmbH
Priority date: 2020-06-23
Filing date: 2020-06-23
Publication date: 2021-12-23
Also published as: KR20210158336A; JP2022003636A; CN114112080A; US11688984B2; US20210399510A1; EP3930105A1; EP3930105B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hochstromkontakteinrichtung (10) und ein Verfahren zur Herstellung solch einer Hochstromkontakteinrichtung (10), wobei die Hochstromkontakteinrichtung (10) wenigstens ein zur Übertragung von elektrischer Energie ausgebildetes erstes Kontaktelement (25), einen Schaltungsträger (30), wenigstens einen ersten Datenkontakt (40) zur Übertragung eines Datensignals und wenigstens eine Datenschnittstelle (60) aufweist, wobei das erste Kontaktelement (25) den Schaltungsträger (30) entlang einer Steckachse (110) an einer Durchführung (175) durchgreift, wobei eine Leiterbahn (145) des Schaltungsträgers (30) elektrisch den ersten Datenkontakt (40) mit der Datenschnittstelle (60) verbindet, wobei der Schaltungsträger (30) als spritzgegossener Schaltungsträger ausgebildet ist, wobei ein Träger (115) des Schaltungsträgers (30) mechanisch den ersten Datenkontakt (40), das erste Kontaktelement (25) und die Datenschnittstelle (60) trägt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Hochstromkontakteinrichtung gemäß Patentanspruch 1 und ein Verfahren zur Herstellung einer Hochstromkontakteinrichtung gemäß Anspruch 14.
Aus DE 10 2016 107 401 A1 ist ein Steckvorrichtungseinsatz bekannt, welcher Kontaktelemente wie beispielsweise Kontaktstifte zur Leitung eines elektrischen Stromes enthält. Die Kontaktelemente enthalten einen Kontaktbereich, in welchem sie komplementäre Kontaktelemente berühren, und einen Anschlussbereich, in welchem ein Leiter angeschlossen ist. Die Temperatur mindestens eines Kontaktelementes wird in einem Messbereich erfasst, der zwischen dem Kontaktbereich und dem Anschlussbereich liegt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Hochstromkontakteinrichtung zur Übertragung von elektrischer Energie und ein verbessertes Verfahren zur Herstellung einer Hochstromkontakteinrichtung bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird mittels einer Hochstromkontakteinrichtung gemäß Patentanspruch 1 und mittels eines Verfahrens zur Herstellung einer Hochstromkontakteinrichtung gemäß Patentanspruch 14 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Es wurde erkannt, dass eine verbesserte Hochstromkontakteinrichtung für ein Kraftfahrzeug oder eine Ladestation dadurch bereitgestellt werden kann, dass die Hochstromkontakteinrichtung wenigstens ein zur Übertragung von elektrischer Energie ausgebildetes erstes Kontaktelement, einen Schaltungsträger, wenigstens einen ersten Datenkontakt zur Übertragung eines Datensignals und wenigstens eine Datenschnittstelle aufweist.
Das erste Kontaktelement durchgreift den Schaltungsträger entlang einer Steckachse an einer Durchführung. Eine Leiterbahn des Schaltungsträgers verbindet elektrisch den ersten Datenkontakt mit der Datenschnittstelle. Der Schaltungsträger ist als spritzgegossener Schaltungsträger ausgebildet, wobei ein Träger des Schaltungsträgers mechanisch den ersten Datenkontakt und die Datenschnittstelle trägt.
Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass ein Montageaufwand zur Montage der Hochstromkontakteinrichtung durch die Bereitstellung des Schaltungsträgers deutlich reduziert ist, so dass die Hochstromkontakteinrichtung besonders schnell und kostengünstig montiert werden kann. Ferner ist die Bauteilanzahl der Hochstromkontakteinrichtung besonders gering.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Hochstromkontakteinrichtung ein einen Gehäuseinnenraum begrenzendes Kontaktgehäuse auf. In dem Gehäuseinnenraum sind der erste Datenkontakt, der Schaltungsträger und das erste Kontaktelement angeordnet. Die Datenschnittstelle durchgreift in einer Ebene geneigt zu der Steckachse seitlich das Kontaktgehäuse. Dadurch kann die Datenschnittstelle besonders einfach von außen kontaktiert werden. Ferner kann durch das seitliche Herausführen der Datenschnittstelle aus dem Kontaktgehäuse die Datenschnittstelle einfach gedichtet werden und ein Gehäuseinnenraum vor dem Eindringen von korrosiven Medien über die Datenschnittstelle geschützt werden.
Von besonderem Vorteil ist, wenn der Träger einstückig und materialeinheitlich ausgebildet ist. Der Träger weist einen ersten Abschnitt und einen mit dem ersten Abschnitt verbundenen zweiten Abschnitt aufweist. Der zweite Abschnitt ist bezogen auf die Steckachse versetzt zu dem ersten Abschnitt angeordnet. In dem ersten Abschnitt ist die Durchführung angeordnet und an dem zweiten Abschnitt der Datenkontakt angeordnet. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass durch den einstückig und materialeinheitlich ausgebildeten Träger und die entlang der Steckachse versetzt angeordneten Abschnitte der Träger flexibel an eine geometrische Ausgestaltung der Hochstromkontakteinrichtung angepasst werden kann. Durch den einstückig und materialeinheitlich ausgebildeten Träger wird die Bauteilanzahl und der Montageaufwand geringgehalten.
Von besonderem Vorteil ist, wenn die Hochstromkontakteinrichtung ein zweites Kontaktelement aufweist, das zur Übertragung elektrischer Energie ausgebildet ist. Das zweite Kontaktelement ist unterschiedlich zu dem ersten Kontaktelement ausgebildet, wobei das zweite Kontaktelement am zweiten Abschnitt angeordnet ist. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass beispielsweise jeweils ein freies Ende des ersten Kontaktelements und des zweiten Kontaktelements in einer gemeinsamen Ebene angeordnet ist, obwohl das erste Kontaktelement und das zweite Kontaktelement unterschiedlich lang ausgebildete Kontaktabschnitte aufweisen. Dadurch kann der Träger unterschiedliche geometrische Ausgestaltungen von Kontaktelementen ausgleichen, sodass bestehende Werkzeugmaschinen zur Herstellung des ersten und zweiten Kontaktelements nicht umgerüstet werden müssen. Dadurch sind die Rüstkosten zur Herstellung der Hochstromkontakteinrichtung besonders gering.
Von besonderem Vorteil ist, wenn beispielsweise mittels des ersten Kontaktelements ein Gleichstrom und mittels des zweiten Kontaktelements ein Wechselstrom, insbesondere ein Dreiphasenwechselstrom übertragen wird, wobei der mittels des zweiten Kontaktelements übertragene elektrische Strom beispielsweise deutlich geringer ist als der mittels des ersten Kontaktelements übertragene Strom. Dadurch kann beispielsweise das zweite Kontaktelement deutlich kleiner und beispielsweise mit dem Kontaktabschnitt deutlich kürzer ausgebildet sein als das erste Kontaktelement.
Ein besonders steifer Schaltungsträger wird dadurch bereitgestellt, dass der Träger wenigstens eine Versteifungsrippe aufweist, wobei sich die Versteifungsrippe entlang der Steckachse erstreckt. Durch die Versteifungsrippe kann eine Durchbiegung beim Einstecken des ersten und/oder zweiten Kontaktelements und/oder des Datenkontakts in den Träger geringgehalten werden, sodass eine mechanische Beschädigung der auf dem Träger angeordneten Leiterbahn verhindert wird.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Hochstromkontakteinrichtung wenigstens eine Dichtmanschette auf, wobei die Dichtmanschette am Schaltungsträger befestigt ist. Die Dichtmanschette schließt sich axial bezogen auf die Steckachse an die Durchführung an. Die Dichtmanschette umgreift fluiddicht das erste Kontaktelement. Durch die Dichtmanschette wird ein Eindringen von korrosiven Medien über den Schaltungsträger seitlich vorbei am Kontaktelement verhindert. Durch die beidseitige Abdichtung des Gehäuseinnenraums sowohl an der Datenschnittstelle als auch an dem ersten Kontaktelement wird eine Korrosion im Gehäuseinnenraum verhindert.
Von besonderem Vorteil ist, wenn Dichtmanschette stoffschlüssig und vorzugsweise zusätzlich formschlüssig mit dem Schaltungsträger verbunden ist. Insbesondere eignet sich hierbei ein Zweikomponentenspritzgussverfahren, um die Dichtmanschette und den Schaltungsträger herzustellen. Durch die stoffschlüssige Anbindung der Dichtmanschette wird ein Kriechspalt an der Dichtmanschette hin zu dem Schaltungsträger vermieden. Ferner wird eine zuverlässige Befestigung der Dichtmanschette an dem Schaltungsträger sichergestellt, sodass ein ungewolltes Ablösen der Dichtmanschette beim Einstecken des ersten Kontaktelements durch die Durchführung des Trägers verhindert wird.
In einer weiteren Ausführungsform weist der Träger an der Durchführung eine Haltestruktur mit wenigstens einer Ausnehmung und einem die Ausnehmung begrenzenden Steg auf, wobei die Dichtmanschette die Ausnehmung verschließt und der Steg zumindest bereichsweise in der Dichtmanschette eingebettet ist. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die Dichtmanschette mechanisch besonders stabil mit dem Träger verbunden ist.
In einer weiteren Ausführungsform ist auf dem Schaltungsträger eine elektrische Schaltung angeordnet, wobei die elektrische Schaltung ausgebildet ist, eine Information über einen Betriebsparameter der Hochstromkontakteinrichtung zu ermitteln. Der Schaltungsträger verbindet mittels einer weiteren Leiterbahn, die auf dem Träger angeordnet ist, elektrisch die elektrische Schaltung mit der Datenschnittstelle und ist ausgebildet, die Information an der Datenschnittstelle bereitzustellen. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die Hochstromkontakteinrichtung zusätzlich durch eine an der Datenschnittstelle anschließbare Auswerteeinrichtung durch die Bereitstellung des Betriebsparameters überwacht werden kann und somit beispielsweise ein Eindringen von Feuchtigkeit in den Gehäuseinnenraum und/oder eine Temperatur im Gehäuseinnenraum und/oder ein über das erste Kontaktelement übertragener Strom überwacht kann.
In einer weiteren Ausführungsform weist die elektrische Schaltung wenigstens eine Temperaturmesseinrichtung mit wenigstens einem Temperatursensor auf, wobei der Temperatursensor ausgebildet ist, eine Temperatur des ersten Kontaktelements als Betriebsparameter zu messen.
Eine besonders gute thermische Anbindung des Temperatursensors wird dadurch bereitgestellt, dass der Temperatursensor in der Dichtmanschette eingebettet ist. Die Dichtmanschette ist thermisch leitfähig ausgebildet und verbindet den Temperatursensor thermisch mit dem ersten Kontaktelement.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Dichtmanschette wenigstens einen der folgenden Werkstoffe aufweist: Kupfer, Aluminium, Aluminiumoxid, Aluminiumnitrat, Siliziumoxid, Siliziumnitrat, Bornitrid, Kunststoff, temperaturbeständigen Kunststoff, Silikon, Polyurethan.
Ferner ist von Vorteil, dass die Dichtmanschette spritzgegossen ist und der Temperatursensor stoffschlüssig mit der Dichtmanschette verbunden ist und durch die Dichtmanschette umspritzt ist. Dadurch kann eine besonders gute thermische Anbindung von der Dichtmanschette zu dem Temperatursensor sichergestellt werden.
Besonders einfach und kostengünstig lässt sich die Hochstromkontakteinrichtung dadurch herstellen, dass ein Träger eines Schaltungsträgers der Hochstromkontakteinrichtung spritzgegossen wird, wobei eine Leiterbahn auf dem Träger ausgebildet wird und eine Datenschnittstelle an dem Schaltungsträger befestigt wird. Dadurch kann zum einen die Hochstromkontakteinrichtung mit variabler Geometrie hergestellt werden, zum anderen ist die Bauteilanzahl reduziert, sodass die Montageschritte besonders gering sind.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:

1 eine erste perspektivische Darstellung einer Hochstromkontakteinrichtung;
2 eine zweite perspektivische Darstellung der in 1 gezeigten Hochstromkontakteinrichtung;
3 eine dritte perspektivische Darstellung der in 1 gezeigten Hochstromkontakteinrichtung,
4 eine Schnittansicht entlang einer in 1 gezeigten Schnittebene A-A durch die in 1 gezeigte Hochstromkontakteinrichtung;
5 eine perspektivische Darstellung des Trägers des in 3 gezeigten Schaltungsträgers;
6 einen Ausschnitt der in 4 gezeigten Schnittansicht; und
7 bis 12 einen Ausschnitt der in den 1 bis 6 gezeigten Hochstromkontakteinrichtung während ihrer Herstellung der Hochstromkontakteinrichtung.

In den nachfolgenden Figuren wird auf ein Koordinatensystem Bezug genommen. Das Koordinatensystem ist beispielhaft als Rechtssystem ausgebildet und weist eine x-Achse (Längsrichtung), eine y-Achse (Querrichtung) und eine z-Achse (Höhenrichtung) auf.
1 zeigt eine erste perspektivische Darstellung einer Hochstromkontakteinrichtung 10.
Die Hochstromkontakteinrichtung 10 weist ein Kontaktgehäuse 15, eine erste Kontaktanordnung 20 mit wenigstens einem ersten Kontaktelement 25, einen Schaltungsträger 30 (in 1 verdeckt) und eine Datenkontaktanordnung 35 mit wenigstens einem ersten Datenkontakt 40 auf. Die Datenkontaktanordnung 35 kann zusätzlich auch einen zweiten Datenkontakt 45 aufweisen. Ferner kann die Hochstromkontakteinrichtung 10 eine zweite Kontaktanordnung 50 mit wenigstens einem zweiten Kontaktelement 55 aufweisen. In der Ausführungsform ist die erste Kontaktanordnung 20 in z-Richtung versetzt zu der zweiten Kontaktanordnung 50 angeordnet. In z-Richtung gegenüberliegend zur ersten Kontaktanordnung 20 ist die Datenkontaktanordnung 35 neben der zweiten Kontaktanordnung 50 angeordnet.
Zusätzlich weist die Hochstromkontakteinrichtung 10 wenigstens eine seitlich angeordnete Datenschnittstelle 60 auf. Die Datenschnittstelle 60 kann eine erste Datenkontakteinrichtung 65 und eine zweite Datenkontakteinrichtung 70 aufweisen, die in 1 strichliert angedeutet sind.
Zusätzlich kann die erste Kontaktanordnung 20 ein drittes Kontaktelement 75 aufweisen. Das dritte Kontaktelement 75 kann identisch zum ersten Kontaktelement 25 ausgebildet sein. Dabei ist in y-Richtung beispielhaft das dritte Kontaktelement 75 versetzt zu dem ersten Kontaktelement 25 angeordnet, wobei beispielhaft das erste Kontaktelement 25 und das dritte Kontaktelement 75 in einer gemeinsamen xy-Ebene angeordnet sind. Dabei sind in 1 das erste und dritte Kontaktelement 25, 75 in Kontakt mit einem jeweils korrespondierend zum ersten und dritten Kontaktelement 25, 75 ausgebildeten Gegenkontakt 80 einer weiteren Hochstromkontakteinrichtung 85. Die weitere Hochstromkontakteinrichtung 85 ist 1 nur schematisch mittels strichlierter Linien angedeutet.
Die zweite Kontaktanordnung 50 kann neben dem zweiten Kontaktelement 55 wenigstens ein viertes Kontaktelement 90 aufweisen. In der Ausführungsform weist zusätzlich die zweite Kontaktanordnung 50 ein fünftes Kontaktelement 95 auf, wobei das zweite Kontaktelement 55 und das vierte Kontaktelement 90 identisch zueinander und unterschiedlich zum ersten und dritten Kontaktelement 25, 75 ausgebildet sind und das fünfte Kontaktelement 95 unterschiedlich zum ersten bis vierten Kontaktelement 25, 75, 55, 90 ausgebildet ist.
In der Ausführungsform ist beispielhaft die zweite Kontaktanordnung 50 als fünfpolige Kontaktanordnung ausgebildet. Dabei sind das dritte und vierte Kontaktelement 75, 90 auf einer Kreisbahn um das fünfte Kontaktelement 95 herum angeordnet. Der erste und zweite Datenkontakt 40, 45 sind in einer gemeinsamen xy-Ebene angeordnet und ebenso auf der Kreisbahn um das fünfte Kontaktelement 95 herum angeordnet.
Das Kontaktgehäuse 15 weist für jedes der Kontaktelemente 25, 55, 75, 90, 95 sowie für die Datenkontakte 40, 45 eine zugeordnete Kontaktaufnahme 120 auf, die sich entlang der Steckachse 110 jeweils durch das Kontaktgehäuse 15 erstreckt. Rückseitig auf der in 1 gezeigten Hochstromkontakteinrichtung 10 wird die Kontaktaufnahme 120 durch den Schaltungsträger 30 teilweise verschlossen.
Dabei ist das Kontaktgehäuse 15 ausgebildet, das Kontaktelement 25, 55, 75, 90, 95 bzw. den Datenkontakt 40, 45 mechanisch zu tragen und elektrisch gegeneinander zu isolieren. Dabei kann das Kontaktelement 25, 55, 75, 90, 95 und der jeweils zugeordnete Datenkontakt 40, 45 bereichsweise in die jeweils zugeordnete Kontaktaufnahme 120 eingepresst sein.
Die Hochstromkontakteinrichtung 10 und die weitere Hochstromkontakteinrichtung 85 können gedichtet ausgebildet sein, sodass ein Eintritt von Feuchtigkeit, Flüssigkeit und/oder anderen korrosiven Medien in einen Gehäuseinnenraum 100 (vgl. 2) des Kontaktgehäuses 15 vermieden wird.
Die erste und zweite Kontaktanordnung 20, 50 können beispielsweise auf einer dem Betrachter abgewandten Seite mit einem Hochstromkabel 105 verbunden sein. Das Hochstromkabel 105 kann beispielsweise mit einem elektrischen Energiespeicher, einem Antriebsmotor eines Kraftfahrzeugs oder einem Steuergerät des Fahrzeugs verbunden sein. Auch kann das Hochstromkabel 105 mit einer Ladestation zur Bereitstellung eines Ladestroms zum Laden des elektrischen Energiespeichers verbunden sein. In der Ausführungsform dient die in 1 gezeigte Hochstromkontakteinrichtung 10 dazu, einen Ladestecker einer Ladestation mit einem internen Ladegerät des Kraftfahrzeugs zur Ladung des elektrischen Energiespeichers zu verbinden. Dazu ist die erste Kontaktanordnung 20 ausgebildet elektrische Energie, die mit einer Gleichspannung an dem ersten und dritten Kontaktelement 25, 75 anliegt, an das Ladegerät zu übertragen.
Beispielhaft ist das erste und dritte Kontaktelement 25, 75 ausgebildet, einen elektrischen Strom von zumindest 30 bis 1000 Ampere, insbesondere von 50 bis 500 Ampere, über einen Zeitraum von wenigstens 30 Sekunden zu übertragen. Eine zwischen dem ersten Kontaktelement 25 und dem dritten Kontaktelement 75 anliegende Spannung kann zwischen 48 Volt und 500 Volt betragen. Damit unterscheidet sich die zwischen dem ersten und dritten Kontaktelement 25, 75 anliegende Spannung deutlich von dem üblichen 12- oder 24 Volt-Netz des Kraftfahrzeugs.
Die zweite Kontaktanordnung 50 ist ebenso zur Übertragung von elektrischer Energie ausgebildet. Dabei kann die über die zweite Kontaktanordnung 50 zu übertragende elektrische Energie als Wechselstrom, insbesondere als Dreiphasenwechselstrom, an der zweiten Kontaktanordnung anliegen. In Abhängigkeit anliegenden Wechselstrom weist die zweite Kontaktanordnung 50 eine entsprechende Anzahl von zweiten, vierten und fünften Kontaktelementen 55, 90, 95 auf. Wird, wie in 1 gezeigt, die elektrische Energie als Dreiphasenwechselstrom bereitgestellt, so weist die zweite Kontaktanordnung 50 entsprechend fünf Kontaktelemente 55, 90, 95 auf. Dabei kann das fünfte Kontaktelement 95 mit einem Masseanschluss/Schutzleiter und das zweite und vierte Kontaktelement 55, 90 mit einem Außenleiter verbunden sein. Die Wechselspannung kann beispielsweise von einem Hausanschluss bereitgestellt werden.
Ein über das zweite, vierte und fünfte Kontaktelement 55, 90, 95 übertragener elektrischer Strom ist deutlich geringer als der über das erste und dritte Kontaktelement 25, 75 übertragene elektrische Strom, beispielsweise in einem Bereich von 1 bis 32 Ampere, insbesondere in einem Bereich von 1 bis 16 Ampere. Eine Wechselspannung, die zwischen dem zweiten, vierten oder dem fünften Kontaktelement 55, 90, 95 anliegt, kann bis zu ca. 600 Volt betragen.
Die Datenkontaktanordnung 35 dient zur Datenübertragung und somit nicht zur Übertragung von elektrischer Energie zum Laden des Energiespeichers oder Antreiben des Antriebsmotors, sondern zur Übertragung von Informationen beispielsweise über einen Betriebszustand des Energiespeichers oder Ladeinformationen des Ladegeräts an die Ladestation. Dadurch ist die mittels der Datenkontakteinrichtung übertragene elektrische Energie besonders gering, wobei ein elektrischer Strom von 0,1 Ampere, der über die Datenkontaktanordnung 35 übertragen wird, nicht überschritten wird.
In der Ausführungsform erstreckt sich das erste Kontaktelement 25 entlang einer Steckachse 110 geradlinig. Die Steckachse 110 ist parallel zur x-Achse verlaufend ausgerichtet. Das zweite bis fünfte Kontaktelement 55, 75, 90, 95 sowie das Datenkontaktelement 40, 45 sind ebenso parallel zur Steckachse 110 verlaufend ausgebildet.
Das erste bis fünfte Kontaktelement 25, 55, 75, 90, 95 ist beispielhaft als Pinkontakt ausgebildet und dient zur elektrischen Kontaktierung des als Buchsenkontakt ausgebildeten Gegenkontakts 80, der beispielhaft als Pinkontakt ausgebildet ist.
2 zeigt eine zweite perspektivische Darstellung der in 1 gezeigten Hochstromkontakteinrichtung.
Der Schaltungsträger 30 ist in dem Gehäuseinnenraum 100 des Kontaktgehäuses 15 angeordnet. Der Schaltungsträger 30 ist in der Ausführungsform als spritzgegossener Schaltungsträger ausgebildet, der allgemein als Molded Integrated Device (MID) bezeichnet wird. Der Schaltungsträger 30 weist einen Träger 115 auf. Der Träger 115 weist einen elektrisch isolierenden Werkstoff auf. Der elektrisch isolierende Werkstoff kann insbesondere Polypropylen, Polyethylen und/oder ein temperaturbeständiger Kunststoff sein.
An einer in 2 zum Betrachter abgewandten ersten Stirnseite 135 sind die erste Datenkontakteinrichtung 65 und die zweite Datenkontakteinrichtung 70 mechanisch mit dem Träger 115 verbunden. Die Datenkontakteinrichtung 65, 70 ist seitlich durch das Kontaktgehäuse 15 in einer Ebene senkrecht zu der Steckachse 110 geführt und ist außenseitig mittels einer korrespondierend zur ersten und/oder zweiten Datenkontakteinrichtung 65, 70 ausgebildeten Datenanschlusseinrichtung 140 kontaktierbar. Die erste und zweite Datenkontakteinrichtung 65, 70 sind beispielhaft gedichtet ausgebildet, sodass ein Eindringen von Fluiden oder Flüssigkeit zwischen dem Kontaktgehäuse 15 und der Datenkontakteinrichtung 65, 70 in den Gehäuseinnenraum 100 verhindert ist.
An der in 2 dem Betrachter zugewandten Seite des ersten bis fünften Kontaktelements 25, 55, 75, 90, 95 ist das jeweilige Kontaktelement 25, 55, 75, 90, 95 mit einem elektrischen Leiter des Hochstromkabels 105 elektrisch verbindbar, beispielsweise vercrimpt. Der Datenkontakt 40, 45 ist an der in 2 gezeigten Seite mit einem Datenkabel, beispielsweise einem Twisted-Pair-Kabel verbindbar, beispielsweise vercrimpt.
3 zeigt eine perspektivische Darstellung der Hochstromkontakteinrichtung 10, wobei auf die Darstellung des Kontaktgehäuses 15 in 3 aus Übersichtlichkeitsgründen verzichtet wird.
Der Schaltungsträger 30 weist eine oder mehrere beispielhafte Leiterbahnen 145, 150, 155, 160, 252 auf, die beispielhaft an der ersten Stirnseite 135 des Trägers 115 angeordnet sind. Dabei verbindet beispielhaft eine erste Leiterbahn 145 den ersten Datenkontakt 40 mit der ersten Datenkontakteinrichtung 65. Ferner verbindet eine zweite Leiterbahn 150 die erste Datenkontakteinrichtung 65 elektrisch mit dem zweiten Datenkontakt 45.
Auf dem Schaltungsträger 30 kann wenigstens eine elektrische Schaltung 165 angeordnet sein. Die elektrische Schaltung 165 ist beispielsweise mittels einer dritten Leiterbahn 155 und einer vierten Leiterbahn 160 elektrisch mit der zweiten Datenkontakteinrichtung 70 verbunden. Die elektrische Schaltung 165 ist ausgebildet, eine Information über einen Betriebsparameter der Hochstromkontakteinrichtung 10 zu ermitteln. Über die dritte und vierte Leiterbahn 155, 160 ist die elektrische Schaltung 165 ausgebildet, eine Information über den Betriebsparameter der Hochstromkontakteinrichtung 10 an der zweiten Datenkontakteinrichtung 70 bereitzustellen.
An einer in 3 dem Betrachter abgewandten zweiten Stirnseite 240 ist der Träger 115 beispielsweise frei von Leiterbahnen 145, 150, 155, 160. Die Leiterbahn 145, 150, 155, 160 ist beispielsweise aus Kupfer und/oder Aluminium und/oder Aluminiumoxid und/oder Aluminiumnitrat und/oder Siliziumoxid und/oder Siliziumnitrat und/oder Bornitrid und/oder elektrisch leitende und/oder nichtleitende chemische Abwandlung von Eisen- und/oder Nicht-Eisen-Metallen hergestellt. Auch kann der Schaltungsträger 30 mehrlagig ausgebildet sein, sodass teilweise die Leiterbahnen 145, 150, 155, 160 im Inneren des Trägers 115 verlaufend ausgebildet sind.
Der Betriebsparameter kann beispielsweise eine Temperatur der Hochstromkontakteinrichtung 10 und/oder ein über die Hochstromkontakteinrichtung 10 übertragener elektrischer Strom und/oder eine elektrische Leistung der ersten Kontaktanordnung 20 und/oder der zweiten Kontaktanordnung 50 sein. Auch kann beispielsweise mittels der elektrischen Schaltung 165 eine Funktionsfähigkeit, beispielsweise eine Polung der Kontaktelemente 25, 55, 75, 90, 95, überprüft werden und die entsprechende Information an der zweiten Datenkontakteinrichtung 70 bereitgestellt werden.
In dem Träger 115 ist für jedes Kontaktelemente 25, 55, 75, 90, 95 sowie für den Datenkontakt 40, 45 jeweils eine Durchführung 175 angeordnet. Die Durchführung 175 ist bohrungsartig ausgebildet. Die Durchführung 175 wird jeweils von dem zugeordneten Kontaktelement 25, 55, 75, 90, 95 oder dem jeweils zugeordneten Datenkontakt 40, 45 entlang der Steckachse 110 durchgriffen. Dabei mündet an der zweiten Stirnseite 240 die Durchführung 175 an der Kontaktaufnahme 120. Das Kontaktelement 25, 55, 75, 90, 95 und der Datenkontakt 40, 45 ragen beidseitig über den Träger 115 hervor.
Der Träger 115 des Schaltungsträgers 30 ist einstückig und materialeinheitlich ausgebildet. Von besonderem Vorteil ist, wenn der Träger 115 einen ersten Abschnitt 180, einen zweiten Abschnitt 185 und einen Verbindungsabschnitt 190 aufweist. Der erste Abschnitt 180 und der zweite Abschnitt 185 erstrecken sich in unterschiedlichen, in x-Richtung versetzt angeordneten, yz-Ebenen. Beispielhaft ist der erste Abschnitt 180 in 3 vom Betrachter weg in x-Richtung versetzt zu dem zweiten Abschnitt 185 angeordnet. Der erste Abschnitt 180 und der zweite Abschnitt 185 sind im Wesentlichen plan ausgebildet.
Der Verbindungsabschnitt 190 ist zwischen dem ersten Abschnitt 180 und dem zweiten Abschnitt 185 angeordnet und verbindet den ersten Abschnitt 180 mit dem zweiten Abschnitt 185. Der Verbindungsabschnitt 190 ist schräg geneigt zu dem ersten Abschnitt 180 und dem zweiten Abschnitt 185 ausgebildet.
Zusätzlich kann der Träger 115 wenigstens eine Versteifungsrippe 195 aufweisen. Die Versteifungsrippe 195 ist beispielhaft zwischen dem ersten Kontaktelement 25 und dem dritten Kontaktelement 75 am ersten Abschnitt 180 angeordnet. Dabei verläuft beispielhaft die Versteifungsrippe 195 in einer xz-Ebene. Umlaufend am ersten Abschnitt 180 kann ferner ein Kragen 200 angeordnet sein, wobei der Kragen 200 über den ersten Abschnitt 180 in x-Richtung herausragt und auf einer dem zweiten Abschnitt 185 zugewandten Seite angeordnet ist.
Die Versteifungsrippe 195 endet an einer Seite an dem Kragen 200 und an der anderen Seite am Verbindungsabschnitt 190. Der Kragen 200 und die Versteifungsrippe 195 versteifen den Träger 115 im ersten Abschnitt 180 und am Verbindungsabschnitt 190. Dadurch können Steckkräfte beim Einstecken der Hochstromkontakteinrichtung 10 in die weitere Hochstromkontakteinrichtung 85 besonders gut abgestützt werden und eine Verformung des Trägers 115 vermieden werden.
Zusätzlich kann der Träger 115 an dem zweiten Abschnitt 185 eine erste Einbuchtung 205 aufweisen. Die erste Einbuchtung 205 ist als Vertiefung im zweiten Abschnitt 185 ausgebildet und schließt sich an eine Seitenfläche 201 des Trägers an. Die Seitenfläche 201 verläuft beispielhaft im Wesentlichen in xz-Richtung. Die erste Einbuchtung 205 nimmt die erste Datenkontakteinrichtung 65 auf und ist entsprechend ausgeformt. Die erste Einbuchtung 205 erstreckt sich beispielhaft in x-Richtung auf eine der Kontaktaufnahme 120 zugewandte Seite.
Ebenso sind die erste und zweite Leiterbahn 145, 150 von dem Datenkontakt 40, 45 über den zweiten Abschnitt 185 in die erste Einbuchtung 205 geführt, wobei die erste und zweite Leiterbahn 145, 150 in der ersten Einbuchtung 205 und durch die erste Datenkontakteinrichtung 65 elektrisch kontaktiert wird.
Anschließend an die Seitenfläche 201 des Trägers 115 weist der Träger 115 eine zweite Einbuchtung 210 auf. Die zweite Einbuchtung 210 ist in Höhenrichtung an einem Knick zwischen dem zweiten Abschnitt 185 und dem Verbindungsabschnitt 190 angeordnet und erstreckt sich in eine der Kontaktaufnahme 120 zugewandte x-Richtung. Die zweite Einbuchtung 210 nimmt die zweite Datenkontakteinrichtung 70 auf und ist zu der zweiten Datenkontakteinrichtung 70 korrespondierend ausgebildet.
Durch die erste und zweite Einbuchtung 205, 210 kann die Datenkontakteinrichtung 65, 70 optimal positioniert werden und ist seitlich am Kontaktgehäuse besonders gut zugänglich.
Für jedes Kontaktelement 25, 55, 75, 90, 95 und für jedes der Datenkontakte 40, 45 weist die Hochstromkontakteinrichtung 10 jeweils eine Dichtmanschette 230 auf. Die Dichtmanschette 230 weist ein flexibles Matrixmaterial auf. Das Matrixmaterial kann beispielsweise Silikon und/oder Polyurethan und/oder Kunststoff aufweisen. Die Dichtmanschette 230 ist an der ersten Stirnseite 135 mit dem Träger 115 stoffschlüssig verbunden. Vorzugsweise werden der Träger 115 und die Dichtmanschette 230 in einem Zweikomponentenspritzgussverfahren hergestellt.
Die elektrische Schaltung 165 kann eine Temperaturmesseinrichtung 170 aufweisen. Die Temperaturmesseinrichtung 170 kann zumindest einen ersten Temperatursensor 235 aufweisen. Der erste Temperatursensor 235 ist beabstandet zu dem ersten Kontaktelement 25 räumlich im Bereich angrenzend an die Durchführung 175 angeordnet, die das erste Kontaktelement 25 durchgreift. Der erste Temperatursensor 235 kann beispielhaft in der Dichtmanschette 230 eingebettet sein. Die Dichtmanschette 230 weist in dem Matrixmaterial vorzugsweise ein partikelförmiges Füllmaterial auf, das beispielsweise Kupfer und/oder Aluminium und/oder Silber umfasst. Die Dichtmanschette 230 weist eine Wärmeleitfähigkeit von ca. von 0,3 W/ (m.K) bis 2 W/ (m·K) , insbesondere 0,3 W/ (m.K) bis 1,7 W/ (m.K) auf. Die Dichtmanschette 230 verbindet thermisch den ersten Temperatursensor 235 mit dem ersten Kontaktelement 25. Der erste Temperatursensor 235 ist mittels der dritten Leiterbahn 155 und der vierten Leiterbahn 160 elektrisch mit der zweiten Datenkontakteinrichtung 70 verbunden.
Durch die Ausgestaltung des Schaltungsträgers 30 als spritzgegossener Schaltungsträger ist die dritte und vierte Leiterbahn 155, 160 über den ersten Abschnitt 180 und den Verbindungsabschnitt 190 hin in die zweite Einbuchtung 210 an der ersten Stirnseite 135 geführt. Die zweite Datenkontakteinrichtung 70 kontaktiert die dritte und vierte Leiterbahn 155, 160. Ferner ist in der zweiten Einbuchtung 210 die zweite Datenkontakteinrichtung 70 mechanisch mit dem Träger 115 verbunden.
Die Leiterbahnen 145, 150, 155, 160 verlaufen entlang einer Kontur des Trägers 115. Die spritzgegossene Ausgestaltung des Schaltungsträgers 30 ermöglicht dabei, dass die Leiterbahnen 145, 150, 155, 160 nicht nur in einer Ebene wie bei einer herkömmlichen Leiterplatte, sondern der Kontur des Trägers 115 folgend ausgestaltet sind. Dadurch ist der Schaltungsträger 30 besonders flach und kompakt ausgebildet.
Zusätzlich kann die Temperaturmesseinrichtung 170 einen zweiten Temperatursensor 245 und/oder einen dritten Temperatursensor 250 aufweisen. Für den zweiten und dritten Temperatursensor 245, 250 gilt das im Rahmen des ersten Temperatursensors 235 Erläuterte analog. Der zweite Temperatursensor 245 kann beispielsweise im Bereich der zweiten Kontaktanordnung 50 am zweiten Abschnitt 185 des Trägers 115 angeordnet sein und thermisch mit dem zweiten, vierten und fünften Kontaktelement 55, 90, 95 verbunden sein.
Der dritte Temperatursensor 250 kann beispielsweise im Bereich 275 an die Durchführung 175, die durch das dritte Kontaktelement 75 durchgriffen wird, angeordnet sein und thermisch mit dem dritten Kontaktelement 75 gekoppelt sein. Auch die Dichtmanschette 230 am dritten Kontaktelement 75 kann derartig an dem Träger 115 angeordnet sein, insbesondere aufgespritzt sein, dass die Dichtmanschette 230 den dritten Temperatursensor 250 vollständig umfangsseitig umschließt. Dadurch ist der dritte Temperatursensor 250 in der Dichtmanschette 230 ebenso wie der erste Temperatursensor 235 in der zugeordneten Dichtmanschette 230 eingebettet. Dadurch ist der dritte Temperatursensor 250 thermisch besonders gut mit dem dritten Kontaktelement 75 gekoppelt.
Auch der zweite Temperatursensor 245 ist über Leiterbahnen, die in 3 verdeckt sind mit der ersten Datenkontakteinrichtung 65 elektrisch verbunden. In analoger Weise kann der dritte Temperatursensor 250, der über in 3 nicht dargestellte weitere Leiterbahnen 252 mit der zweiten Datenkontakteinrichtung 70 elektrisch verbunden sein.
Wird ein elektrischer Strom, beispielsweise im Bereich von wenigstens 10, vorzugsweise von wenigstens 50 Ampere über die erste Kontaktanordnung 20 übertragen, so erwärmt sich die erste Kontaktanordnung 20. Die thermische Kopplung des ersten und dritten Kontaktelements 25, 75 über die jeweils zugeordnete Dichtmanschette 230 ermöglicht dem ersten und dritten Temperatursensor 235, 250, die jeweilige Temperatur des zugeordneten ersten und dritten Kontaktelements 25, 75 zu messen und eine entsprechende Temperaturinformation an der zweiten Datenkontakteinrichtung 70 bereitzustellen.
Die an der zweiten Datenkontakteinrichtung 70 bereitgestellte Temperaturinformation über die Temperatur des ersten und dritten Kontaktelements 25, 75 kann bei einer Steuerung beispielsweise des Ladevorgangs, insbesondere eines Schnellladevorgangs genutzt werden. Durch die Temperaturüberwachung des ersten und dritten Kontaktelements 25, 75 kann eine Überhitzung des ersten und dritten Kontaktelements 25, 75, aber auch des angrenzend an das erste und dritte Kontaktelement 25, 75 angeordneten ersten Abschnitts 180 des Trägers 115 vermieden werden.
Ebenso wird die Temperatur der zweiten Kontaktanordnung 50 gemessen und eine entsprechende Temperaturinformation an der ersten Datenkontakteinrichtung 65 bereitgestellt. Insbesondere kann diese Temperaturinformation genutzt werden, um ein Überhitzen der zweiten Kontaktanordnung 50 bei Übertragung von elektrischer Energie zu vermeiden.
4 zeigt eine Schnittansicht entlang einer in 1 gezeigten Schnittebene A-A durch die in 1 gezeigte Hochstromkontakteinrichtung 10.
Jedes der Kontaktelemente 25, 55, 75, 90, 95 und jeder der Datenkontakte 40, 45 weist jeweils einen Kontaktabschnitt 215, einen Dichtabschnitt 220 und einen Anschlussabschnitt 225 auf. Der Dichtabschnitt 220 ist in Axialrichtung bezogen auf die Steckachse 110 zwischen dem Kontaktabschnitt 215 und dem Anschlussabschnitt 225 angeordnet. Mit dem Kontaktabschnitt 215 stellt das Kontaktelement 25, 55, 75, 90, 95 jeweils einen elektrischen Kontakt zum zugeordneten Gegenkontakt 80 bzw. der Datenkontakt 40, 45 zu einem Datengegenkontakt bereit. Der Dichtabschnitt 220 schließt sich in Axialrichtung bezogen auf die Steckachse 110 direkt an den Kontaktabschnitt 215 an. Der Dichtabschnitt 220 kann beispielsweise zylinderförmig ausgebildet sein. Rückseitig auf einer in 4 abgewandten Seite schließt sich an den Dichtabschnitt 220 der Anschlussabschnitt 225 an, wobei über den Anschlussabschnitt 225 das Kontaktelement 25, 55, 75, 90, 95 mit einer jeweils zugeordneten elektrischen Leiter des Hochstromkabels 105 bzw. dem Datenkontakt 40, 45 verbunden ist. Der Datenkontakt 40, 45 ist am Anschlussabschnitt 225 statt mit dem Hochstromkabel 105 mit dem Datenkabel verbunden.
Die Dichtmanschette 230 umschließt das jeweils zugeordnete Kontaktelement 25, 55, 75, 90, 95 bzw. den jeweils zugeordneten Datenkontakt 40, 45 am Dichtabschnitt 220 fluiddicht. Mit einer äußeren Umfangsseite 231 liegt die Dichtmanschette 230 an einer inneren Umfangsseite eines Dichtbereichs 232 der Kontaktaufnahme 120 an. Die Dichtmanschette 230 verhindert somit ein Eindringen von Feuchtigkeit und/oder Fluiden in den Gehäuseinnenraum 100 und somit eine Korrosion der Hochstromkontakteinrichtung 10.
Im ersten Abschnitt 180 ist die erste Kontaktanordnung 20 angeordnet. Im zweiten Abschnitt 185 ist die zweite Kontaktanordnung 50 und die Datenkontaktanordnung 35 angeordnet. Durch den schräg verlaufenden Verbindungsabschnitt 190 kann beispielhaft ein räumlicher Versatz der ersten Kontaktanordnung 20 zu der zweiten Kontaktanordnung 50 und der Datenkontaktanordnung 35 in Längsrichtung geschaffen werden, sodass jeweils ein freies Ende der Kontaktelemente 25, 55, 75, 90, 95 und der Datenkontakte 40, 45 im Wesentlichen in einer gemeinsamen yz-Ebene 251 angeordnet ist. Dadurch kann insgesamt beispielsweise das erste und das dritte Kontaktelement 25, 75 in Längsrichtung länger ausgebildet sein als das zweite, vierte und/oder fünfte Kontaktelement 55, 90, 95 und/oder der Datenkontakt 40, 45. Dies hat den Vorteil, dass das erste und dritte Kontaktelement 25, 75 einen verlängerten Kontaktabschnitt 215 aufweisen kann, um einen besonders hohen elektrischen Strom zwischen dem ersten bzw. dritten Kontaktelement 25, 75 und dem zugeordneten Gegenkontakt 80 zu übertragen.
5 zeigt eine perspektivische Darstellung des Trägers 115 des in 3 gezeigten Schaltungsträgers 30.
In 5 wird aus Übersichtlichkeitsgründen auf die Darstellung der Kontaktanordnungen 20, 50 sowie der Datenkontaktanordnung 35 und der Dichtmanschetten 230 verzichtet.
Angrenzend an die Durchführung 175 weist der Träger 115 beispielhaft eine Haltestruktur 255 auf. Die Haltestruktur 255 kann an jeder oder nur einem Teil der Durchführungen 175 angeordnet sein. Die Haltestruktur 255 ist umlaufend um die Steckachse 110 an der Durchführung 175 angeordnet. Die Haltestruktur 255 kann mehrere in Umfangsrichtung bezogen auf die Steckachse 110 angeordnete Ausnehmungen 260 aufweisen. Der zweite Temperatursensor 245 kann zentriert zwischen drei Durchführungen 175, die durch das zweite, vierte und fünfte Kontaktelement 25, 90, 95 durchgriffen werden, an der ersten Stirnseite 135 angeordnet sein. Die Ausnehmung 260 ist als Durchgangsöffnung ausgebildet und ist teilringförmig ausgebildet. Die Ausnehmungen 260 werden durch jeweils in radialer Richtung hin zur Durchführung 175 verlaufende Stege 265 unterbrochen, wobei auf einem der Stege 265 der erste oder dritte Temperatursensor 235, 250 angeordnet ist.
6 zeigt einen Ausschnitt der in 4 gezeigten Schnittansicht.
An der Durchführung 175 weist die Haltestruktur 255 jeweils eine an der zweiten Stirnseite 240 umlaufend ausgebildete Nut 266 auf. Die Nut 266 verbindet auf der zur zweiten Stirnseite 240 zugewandten Seite die Ausnehmungen 260 in Umfangsrichtung miteinander. Wird die Dichtmanschette 230 im Zweikomponentenspritzgussverfahren an den Träger 115 angespritzt, so werden die Ausnehmungen 260 und die Nut 266 durch das noch auszuhärtende Matrixmaterial (und gegebenenfalls den Füllstoff) der Dichtmanschette 230 verfüllt. Die Haltestruktur 255 hat den Vorteil, dass die Dichtmanschette 230 mit einer besonders großen Fläche mit dem Träger 115 stoffschlüssig verbunden ist. Ferner ist die Dichtmanschette 230 formschlüssig durch den Hintergriff am Steg 265 über die Nut 266 mit dem Träger 115 verbunden. Dadurch wird beim Einstecken des jeweils zugeordneten Kontaktelements 25, 55, 75, 90, 95 bzw. des Datenkontakts 40, 45 in die zugeordnete Durchführung 175 vermieden, dass die Dichtmanschette 230 ungewollt von dem Träger 115 abgerissen wird.
7 bis 12 zeigen einen Ausschnitt der in den 1 bis 6 gezeigten Hochstromkontakteinrichtung 10 jeweils nach einem Herstellungsschritt.
In einem ersten Herstellungsschritt (vgl. 7) wird der Träger 115 in einem Spritzguss hergestellt. Dabei kann entgegen der in den 1 bis 6 gezeigten Ausgestaltung die Haltestruktur 255 an der Durchführung 175 axial entlang der Steckachse 110 auch ausgestülpt sein.
In einem zweiten Herstellungsschritt (vgl. 8), der vorzugsweise auf den ersten Herstellungsschritt folgt, wird die erste Stirnseite 135 zumindest bereichsweise beispielsweise mittels eines Lasers oberflächenbehandelt. Die Behandlung erfolgt derart, dass sich Bahnen 270 an der ersten Stirnseite 135 ausbilden. Die Bahnen 270 legen einen späteren Verlauf der Leiterbahnen 145, 150, 155, 160, 252 sowie einen Befestigungsbereich 275 zur Befestigung des Temperatursensors 235, 245, 250 fest.
In einem auf den zweiten Herstellungsschritt folgenden dritten Herstellungsschritt (vgl. 9) wird der Träger 115 galvanisiert, wobei sich an den im zweiten Herstellungsschritt erzeugten Bahnen 270 und Befestigungsbereichen 275 ein abzuscheidendes Metall zur Ausbildung der Leiterbahn 145, 150, 155, 160, 252 abscheidet.
In einem auf den dritten Herstellungsschritt durchgeführten vierten Herstellungsschritt (vgl. 10) werden die Komponenten der elektrischen Schaltung 165 positioniert und beispielsweise mittels eines Reflow-Lötverfahrens an der zugehörigen Leiterbahn 145, 150, 155, 160, 252 verlötet. Ferner wird die Datenkontakteinrichtung 65, 70 ebenso positioniert und an dem Befestigungsbereich 275 verlötet.
In einem auf den vierten Herstellungsschritt folgenden fünften Herstellungsschritt (vgl. 11) wird die Dichtmanschette 230 mittels des Zweikomponentenspritzgussverfahrens an den Träger 115 angespritzt und ausgehärtet. Dabei ist die Form derart ausgebildet, dass die einzelnen Dichtmanschetten 230 kontaktlos in y-Richtung beabstandet nebeneinander angeordnet sind. Dies hat den Vorteil, dass ein Materialverbrauch zur Herstellung der Dichtmanschette 230 gering ist und ferner eine Form zur Ausbildung der Dichtmanschetten 230 gut zwischen die einzelnen Dichtmanschetten 230 eingreifen kann.
Zusätzlich kann zu der in den 1 bis 6 gezeigten Ausgestaltung beim Spritzen des Trägers 115 an der zweiten Stirnseite 240 eine Verstärkungsstruktur 280 ausgeformt werden. Die Verstärkungsstruktur 280 dient dazu, eine Durchbiegung bei der Montage der Datenkontakteinrichtung 65, 70 zu reduzieren, sodass dadurch eine Verformung der Leiterbahnen 145, 150, 155, 160, 252 reduziert wird. Dadurch kann eine Beschädigung der Leiterbahnen 145, 150, 155, 160, 252 verhindert werden.
Die in den 1 bis 12 gezeigte Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die Bauteilanzahl für die Hochstromkontakteinrichtung 10 deutlich reduziert ist. Durch die Dichtmanschette 230 an jedem der Datenkontakte 40, 45 und/oder der Kontaktelemente 25, 55, 75, 90, 95 wird eine zuverlässige und einfache Abdichtung des Gehäuseinnenraums 100 des Kontaktgehäuses 15 sichergestellt. Ferner wird vermieden, dass insbesondere für die Datenkontakte 40, 45 eine aufwändige, händische Montage zur Durchführung von Kabeln durch Dichtungen notwendig ist.
Die in den 1 bis 12 gezeigte Hochstromkontakteinrichtung 10 eignet sich insbesondere auch, um vollautomatisiert hergestellt und verdrahtet zu werden. Auch ist der Montageaufwand durch das Einsetzen des Schaltungsträgers 30 in den Gehäuseinnenraum 100 gering, sodass die Montagezeit besonders kurz ist. Insgesamt ergibt gegenüber bekannten Hochstromkontakteinrichtungen ein Montagezeitersparnis von über 50 Prozent.
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

DE 102016107401 A1 [0002]

Claims

Hochstromkontakteinrichtung (10) für ein Kraftfahrzeug oder eine Ladestation, - wobei die Hochstromkontakteinrichtung (10) wenigstens ein zur Übertragung von elektrischer Energie ausgebildetes erstes Kontaktelement (25), einen Schaltungsträger (30), wenigstens einen ersten Datenkontakt (40) zur Übertragung eines Datensignals und wenigstens eine Datenschnittstelle (60) aufweist, - wobei das erste Kontaktelement (25) den Schaltungsträger (30) entlang einer Steckachse (110) an einer Durchführung (175) durchgreift, - wobei eine Leiterbahn (145) des Schaltungsträgers (30) den ersten Datenkontakt (40) mit der Datenschnittstelle (60) elektrisch verbindet, - wobei ein Träger (115) des Schaltungsträgers (30) spritzgegossen ist und mechanisch den ersten Datenkontakt (40), die Leiterbahn (145) und die Datenschnittstelle (60) trägt.
Hochstromkontakteinrichtung (10) nach Anspruch 1, - aufweisend ein einen Gehäuseinnenraum (100) begrenzendes Kontaktgehäuse (15), - wobei in dem Gehäuseinnenraum (100) der erste Datenkontakt (40), der Schaltungsträger (30) und das erste Kontaktelement (25) angeordnet sind, - wobei die Datenschnittstelle (60) in einer Ebene geneigt zu der Steckachse (110) seitlich das Kontaktgehäuse (15) durchgreift.
Hochstromkontakteinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei der Träger (115) einstückig und materialeinheitlich ausgebildet ist, - wobei der Träger (115) einen ersten Abschnitt (180) und einen mit dem ersten Abschnitt (180) verbundenen zweiten Abschnitt (185) aufweist, - wobei der zweite Abschnitt (185) bezogen auf die Steckachse (110) versetzt zu dem ersten Abschnitt (180) angeordnet ist, - wobei in dem ersten Abschnitt (180) die Durchführung (175) und an dem zweiten Abschnitt (185) der Datenkontakt (40) angeordnet ist.
Hochstromkontakteinrichtung (10) nach Anspruch 3, - aufweisend ein zweites Kontaktelement (55), das zur Übertragung elektrischer Energie ausgebildet ist, - wobei das zweite Kontaktelement (55) unterschiedlich zu dem ersten Kontaktelement ausgebildet ist, - wobei das zweite Kontaktelement (55) am zweiten Abschnitt (185) angeordnet ist.
Hochstromkontakteinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei der Träger (115) wenigstens eine Versteifungsrippe (195) aufweist, - wobei sich die Versteifungsrippe (195) entlang der Steckachse (110) erstreckt.
Hochstromkontakteinrichtung (10) einem der vorhergehenden Ansprüche, - aufweisend wenigstens eine Dichtmanschette (230), - wobei die Dichtmanschette (230) am Schaltungsträger (30) befestigt ist und axial bezogen auf die Steckachse (110) sich an die Durchführung (175) anschließt, - wobei die Dichtmanschette (230) das erste Kontaktelement (25) fluiddicht umgreift.
Hochstromkontakteinrichtung (10) nach Anspruch 6, - wobei die Dichtmanschette (230) stoffschlüssig, und vorzugsweise zusätzlich formschlüssig, mit dem Schaltungsträger (30) verbunden ist.
Hochstromkontakteinrichtung (10) nach Anspruch 6 oder 7, - wobei an der Durchführung (175) der Träger (115) eine Haltestruktur (255) mit wenigstens einer Ausnehmung (260) und einem die Ausnehmung (260) begrenzenden Steg (265) aufweist, - wobei die Dichtmanschette (230) die Ausnehmung (260) verschließt und der Steg (265) zumindest bereichsweise in der Dichtmanschette (230) eingebettet ist.
Hochstromkontakteinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei auf dem Schaltungsträger (30) eine elektrische Schaltung (165) angeordnet ist, - wobei die elektrische Schaltung (165) ausgebildet ist, eine Information über einen Betriebsparameter der Hochstromkontakteinrichtung (10) zu ermitteln, - wobei der Schaltungsträger (30) mittels einer weiteren Leiterbahn (155, 160) elektrisch die elektrische Schaltung (165) mit der Datenschnittstelle (60) verbindet und ausgebildet ist, die Information an der Datenschnittstelle (60) bereitzustellen.
Hochstromkontakteinrichtung (10) nach Anspruch 9, - wobei die elektrische Schaltung (165) wenigstens eine Temperaturmesseinrichtung (170) mit wenigstens einem Temperatursensor (235, 245, 250) aufweist, - wobei der Temperatursensor (235, 245, 250) ausgebildet ist, eine Temperatur des ersten Kontaktelements (25) als Betriebsparameter zu messen.
Hochstromkontakteinrichtung (10) nach Anspruch 10 und Anspruch 6, - wobei der Temperatursensor (235, 245, 250) in der Dichtmanschette (230) eingebettet ist, - wobei die Dichtmanschette (230) thermisch leitfähig ausgebildet ist und den Temperatursensor (235, 245, 250) thermisch mit dem ersten Kontaktelement (25) verbindet.
Hochstromkontakteinrichtung (10) nach Anspruch 11, - wobei die Dichtmanschette (230) wenigstens einen der folgenden Werkstoffe aufweist: Kupfer, Aluminium, Aluminiumoxid, Aluminiumnitrat, Siliziumoxid, Siliziumnitrat, Bornitrid, Kunststoff, temperaturbeständigen Kunststoff, Silikon, Polyurethan.
Hochstromkontakteinrichtung (10) nach Anspruch 11 oder 12, - wobei die Dichtmanschette (230) spritzgegossen ist und der Temperatursensor (235, 245, 250) stoffschlüssig mit der Dichtmanschette (230) verbunden ist.
Verfahren zur Herstellung einer Hochstromkontakteinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei ein Träger (115) eines Schaltungsträgers (30) der Hochstromkontakteinrichtung (10) spritzgegossen wird, - wobei eine Leiterbahn (145, 150, 155, 160) auf dem Träger (115) ausgebildet wird, - wobei eine Datenschnittstelle (60) an dem Schaltungsträger (30) befestigt wird.