DE102022120131A1 - Steckverbinderteil - Google Patents

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DE102022120131A1 DE102022120131.7A DE102022120131A DE102022120131A1 DE 102022120131 A1 DE102022120131 A1 DE 102022120131A1 DE 102022120131 A DE102022120131 A DE 102022120131A DE 102022120131 A1 DE102022120131 A1 DE 102022120131A1
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Christian Sturm
Michael Berres
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Kiekert AG
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Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Steckverbinderteil zum mechanischen und elektrischen Verbinden mit einem Gegensteckverbinderteil, insbesondere eine kraftfahrzeugseitige Ladedose (1) zur Kopplung mit einem Ladestecker als Bestandteile einer elektrischen Ladeinfrastruktur für Elektro- oder Hybrid-Kraftfahrzeuge, oder umgekehrt, mit einem Gehäuse (2) aus Kunststoff sowie wenigstens einem im Gehäuse (2) angeordneten elektrischen Kontaktelement (3). Außerdem ist ein Kühlelement (5) realisiert, welches in Wärmekontakt mit dem elektrischen Kontaktelement (3) steht. Erfindungsgemäß sind das Kontaktelement (3) und das Kühlelement (5) elektrisch voneinander isoliert.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Steckverbinderteil zum mechanischen und elektrischen Verbinden mit einem Gegensteckverbinderteil, insbesondere eine kraftfahrzeugseitige Ladedose zur Kopplung mit einem Ladestecker als Bestandteil einer elektrischen Ladeinfrastruktur für Elektro- oder Hybrid-Kraftfahrzeuge, oder umgekehrt, mit einem Gehäuse aus Kunststoff sowie wenigstens einem im Gehäuse angeordneten elektrischen Kontaktelement, und mit einem Kühlelement, welches in Wärmekontakt mit dem elektrischen Kontaktelement steht.
  • Bei dem Steckverbinderteil handelt es sich im Allgemeinen um eine Ladedose bei einem Kraftfahrzeug, die mit einem zugehörigen und beispielsweise an einer elektrischen Ladesäule vorhandenen Ladestecker gekoppelt werden kann. Der Ladestecker gehört ebenso wie die Ladedose zu einer elektrischen Ladeinfrastruktur, mit deren Hilfe die aufladbaren Energiespeicher bzw. Akkumulatoren von Elektro- oder Hybrid-Kraftfahrzeugen aufgeladen werden können. Grundsätzlich kann es sich bei dem Steckverbinderteil am Kraftfahrzeug anstelle einer Ladedose auch um einen Ladestecker handeln. In diesem Fall ist die Ladesäule mit einer zugehörigen Ladedose ausgerüstet. Im Regelfall verfügt jedoch das Elektro- oder Hybrid-Kraftfahrzeug über eine Ladedose mit mehreren im Gehäuse angeordneten elektrischen Kontaktelementen, in welche der an die Ladesäule angeschlossene Ladestecker zum Laden des betreffenden Kraftfahrzeuges eingesteckt wird.
  • Um an dieser Stelle einerseits hohe elektrische Leistungen der im betreffenden Kraftfahrzeug vorhandenen Elektromotoren mit der erforderlichen elektrischen Energie versorgen zu können und andererseits eine ausreichende Reichweite zur Verfügung zu stellen, wird heutzutage mit Hochvolt-Batterien bzw. - Akkumulatoren gearbeitet, die typischerweise mit Hochvolt-Gleichspannung geladen werden. Neben solchen DC-Ladevorgängen (Direct Current) erlauben die meisten Elektro- oder Hybridkraftfahrzeuge auch die Möglichkeit, den Ladevorgang über eine Wechselspannung im Sinne eines AC-Ladevorganges (Alternate Current) zu realisieren. An dieser Stelle wird meistens jedoch mit geringen Strömen und langen Ladezeiten gearbeitet, wohingegen bei dem zuvor bereits beschriebenen DC-Ladevorgang hohe Spannungen und hohe Ströme sowie daraus resultierende kurze Ladezeiten beobachtet werden.
  • Insbesondere bei DC-Ladevorgängen besteht aufgrund der großen Stromstärke das grundsätzliche Problem, dass die an dieser Stelle benutzten elektrischen Kontaktelemente zunehmend erwärmen. Dadurch steigt der Widerstand, was den elektrischen Ladevorgang und ein gewünschtes Schnellladen behindert. Außerdem ist aufgrund der Wärmeerzeugung an oder in einer Ladestation eine Steuerung oder Regelung des Ladestromes erforderlich, um der gegebenenfalls steigenden Temperatur des Kontaktelementes Rechnung zu tragen.
  • Aus diesem Grund werden im Stand der Technik nach der EP 3 616 270 B1 ein Steckverbinderteil inklusive Temperaturüberwachungseinrichtung beschrieben. Die Temperaturüberwachungseinrichtung sorgt bei einer etwaigen Überhitzung des Kontaktelementes dafür, dass es zu einer Stromabschaltung oder zumindest Stromreduzierung kommt.
  • Beim gattungsbildenden Stand der Technik nach der EP 3 433 904 B1 wird so vorgegangen, dass das dortige Kontaktelement mit einem Wärmekapazitätselement als Kühlelement ausgerüstet ist. Dadurch soll die Wärmeabfuhr vom Kontaktelement an die Umgebung optimiert und beschleunigt werden. Auf diese Weise lassen sich im günstigsten Fall hohe Stromstärken übertragen, und zwar ohne dass eine mögliche und zusätzlich vorgesehene Temperaturüberwachungseinrichtung anspricht. Das hat sich grundsätzlich bewährt.
  • Allerdings geht der Stand der Technik nach der EP 3 433 904 B1 insgesamt so vor, dass die einzelnen Wärmekapazitätselemente bzw. Kühlelemente über ein Ansetzstück kraftschlüssig oder formschlüssig mit einem Schaftabschnitt des Kontaktelementes verbunden sind. Bei den Kühlelementen handelt es sich um massive quaderförmige metallische Körper. Als Folge hiervon reduziert sich einerseits der zur Verfügung stehende Bauraum im Innern des Steckverbinderteils bzw. der Ladedose. Andererseits wird ein erhöhtes Gewicht bei zugleich gesteigerten Kosten und die Gefahr beobachtet, dass dennoch elektrische Kurzschlüsse vorhanden sein können. Zu diesem Zweck geht der Stand der Technik so vor, dass die Kühlelemente unterschiedlicher Kontaktelemente elektrisch voneinander isoliert sind.
  • Dadurch besteht allerdings nach wie vor das Problem, dass die Kühlelemente durch ihre elektrische Kopplung mit den Kontaktelementen unter Umständen unter Hochspannung stehen, wobei die Isolierung zwischen den einzelnen Kühlelementen hier zwar für eine elektrische Isolierung untereinander sorgen mag, aber möglicherweise nicht eine ausreichende elektrische Isolierung zu anderen Bestandteilen im Innern des Steckverbinderteils oder auch nach außen hin zur Verfügung gestellt wird. Das ist insbesondere vor dem Hintergrund ständig steigender Gleichspannungen bzw. Hochspannungen in diesem Bereich möglicherweise problematisch. Hier will die Erfindung insgesamt Abhilfe schaffen.
  • Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein derartiges Steckverbinderteil so weiterzuentwickeln, dass sowohl eine einwandfreie Wärmeabfuhr und Kühlung als auch eine zuverlässige elektrische Isolierung auch bei anliegender Hochspannung beobachtet werden.
  • Zur Lösung dieser technischen Problemstellung schlägt die Erfindung bei einem gattungsgemäßen Steckverbinderteil zur mechanischen und elektrischen Verbindung mit einem Gegensteckverbinderteil vor, dass das Kontaktelement und das Kühlelement elektrisch voneinander isoliert sind.
    Im Unterschied zum gattungsbildenden Stand der Technik nach der EP 3 433 904 B1 wird also zunächst einmal und erfindungsgemäß so vorgegangen, dass das Kühlelement und das Kontaktelement keine elektrische Verbindung miteinander eingehen können, sondern vielmehr elektrisch voneinander isoliert sind. Demgegenüber arbeitet die bekannte und gattungsbildende Lehre so, dass an dieser Stelle die Kühlelemente mit jeweils einem Ansetzstück kraftschlüssig oder formschlüssig mit dem Schaftabschnitt des Kontaktelementes verbunden sind. D. h., an dieser Stelle wird bewusst eine elektrische Verbindung - konträr zur Erfindungslehre - propagiert.
  • Die elektrische Isolierung zwischen einerseits dem Kontaktelement und andererseits dem Kühlelement bei zugleich realisierter wärmeleitfähiger Verbindung lässt sich auf unterschiedliche Art und Weise im Detail umsetzen. So ist es nach einer ersten Variante prinzipiell möglich, dass das Kühlelement elektrisch isolierend und zugleich wärmeleitfähig ausgebildet ist. Hier hat sich eine Variante als besonders günstig erwiesen, bei welcher das Kühlelement beispielsweise aus einem wärmeleitfähigen Kunststoff bzw. Polymer besteht respektive hergestellt worden ist. Zugleich kann hierdurch das Kühlelement elektrisch isolierend ausgeführt werden.
  • Bei dem wärmeleitfähigen Polymer kann es sich um einen solchen handeln, in den einzelne Füllstoffe zur Wärmeleitung eingebettet sind. Hierbei geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, dass typischerweise für die Herstellung des Gehäuses aus Kunststoff für das Steckverbinderteil eingesetzte thermoplastische Kunststoffe in der Regel Wärmeleitfähigkeiten von im Maximum 0,5 W/m · K aufweisen. D. h., die in diesem Zusammenhang typischerweise eingesetzten Kunststoffe wie beispielsweise Polypropylen (PP), PA (Polyamid), Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylen (PE) usw. verfügen über die vorgenannten typischen Werte für ihre Wärmeleitfähigkeit.
  • Um nun dennoch ein Kühlelement mit vergrößerter Wärmeleitfähigkeit zur Verfügung zu stellen, welches zugleich elektrisch isolierend ausgebildet ist, kann in den fraglichen Kunststoff ein geeigneter Füllstoff eingebettet werden. Hier haben sich elektrisch isolierend und zugleich thermisch leitfähige Füllstoffe als besonders günstig erwiesen. Hierzu gehören beispielhaft Aluminiumverbindungen oder Borverbindungen, und zwar besonders bevorzugt Aluminiumoxid oder Bornitrid. Dadurch lassen sich Steigerungen der Wärmeleitfähigkeit des betreffenden Kunststoffes mindestens um den Faktor 3 herbeiführen, sodass ein entsprechend aufgebautes Kühlelement in diesem Zusammenhang Wärmeleitfähigkeiten von wenigstens 1,5 W/m · K aufweist.
  • In diesem Zusammenhang können die betreffenden und thermisch leitfähigen Füllstoffe im Kunststoff zur Herstellung des Kühlelementes in einer Grammatur von bis zu 50 Gew.-% und mehr vorgesehen werden. Weitere Einzelheiten zu den Füllstoffen und den zugehörigen Kunststoffen können an dieser Stelle der relevanten und den einschlägigen Stand der Technik darstellenden DE 10 2007 037 316 A1 entnommen werden. Besagte Veröffentlichung beschäftigt sich mit thermisch leitfähigen und elektrisch isolierenden thermoplastischen Compounds, also Kunststoffen mit den vorgenannten und eingelagerten spezifischen Füllstoffen. Ergänzend sei auf die DE 10 2013 208 605 A1 hingewiesen.
  • Neben der bereits beschriebenen Möglichkeit, das Kühlelement elektrisch isolierend und zugleich wärmeleitfähig auszubilden, eröffnet die Erfindung als weitere Option die Möglichkeit, dass das Kontaktelement und das Kühlelement über ein elektrisch isolierendes Wärmetransportelement miteinander wärmeleitfähig gekoppelt sind. Auf diese Weise kann das Kühlelement selbst elektrisch leitfähig und zugleich wärmeleitfähig ausgelegt werden, lässt sich beispielsweise als ein solches aus einem Metall realisieren. Hier haben sich insbesondere Metalle wie beispielsweise Stahl, Aluminium oder Zink als besonders günstig erwiesen. Für die nötige elektrische Isolierung sorgt in diesem Fall nicht das Kühlelement selbst, sondern vielmehr das elektrisch isolierende Wärmetransportelement, welches zwischen dem elektrisch leitfähigen Kontaktelement und dem in diesem Fall ebenfalls elektrisch leitfähigen Kühlelement zwischengeschaltet ist.
  • Grundsätzlich kann natürlich auch bei einem elektrisch nicht leitfähigen und zugleich wärmeleitfähigen Kühlelement aus dem beschriebenen Kunststoff mit eingelagerten Füllstoffen zusätzlich mit dem fraglichen elektrisch isolierenden Wärmetransportelement bedarfsweise gearbeitet werden. Das hängt letztlich davon ab, wie groß die elektrische Leitfähigkeit des Kühlelementes noch beschaffen ist oder eingestellt wird. D. h., je nach eingelagerten Füllstoffen in den fraglichen Kunststoff zur Realisierung des Kühlelementes kann bedarfsweise und zusätzlich das elektrisch isolierende Wärmetransportelement zwischen dem Kontaktelement und dem Kühlelement zwischengeschaltet werden oder eben nicht.
  • Im Zusammenhang mit dem elektrisch isolierenden Wärmetransportelement hat es sich als besonders günstig erwiesen, wenn dieses als Bestandteil des Gehäuses aus Kunststoff ausgebildet ist. Dadurch sind zusätzliche Herstellungsmaßnahmen und besondere Produktionsmethoden nicht erforderlich. In diesem Zusammenhang ist es besonders günstig, wenn das Wärmetransportelement das Kontaktelement im Querschnitt ringförmig bzw. insgesamt zylindrisch mit einer Wandstärke von insbesondere wenigen Millimetern umschließt. Hier kann vorteilhaft sogar mit Wandstärken unterhalb von 1 mm gearbeitet werden.
  • Das als Bestandteil des Gehäuses ausgebildete Wärmetransportelement kann erneut durch in den Kunststoff eingebrachte Füllstoffe definiert werden. Diese Füllstoffe werden dabei lediglich im Bereich des Wärmetransportelementes in den Kunststoff eingebracht. Hier kann wiederum auf elektrisch isolierende Füllstoffe mit gesteigerter Wärmeleitfähigkeit zurückgegriffen werden, wie sie einleitend bereits beschrieben worden sind. Besonders geeignet hierfür sind Aluminium- und Bohrverbindungen und insbesondere Aluminiumoxi oder Bornitrid, die im Bereich des Wärmetransportelementes in den dort vorgesehenen Kunststoff des Gehäuses eingebracht werden und auf diese Weise das elektrisch isolierende und zugleich wärmeleitfähige Wärmetransportelement definieren.
  • Alternativ oder zusätzlich kann das Wärmetransportelement aber auch als von Gehäuse unabhängiger Bestandteil ausgebildet werden. In diesem Fall ist es in einer Alternative denkbar, dass es sich bei dem Wärmetransportelement um eine Schüttung aus beispielsweise einem keramischen oder mineralischen Werkstoff handelt. Alternativ oder zusätzlich kann das vom Gehäuse unabhängige Wärmetransportelement aber auch als das elektrische Kontaktelement zumindest größtenteils umschließende Schlauchschelle ausgebildet sein. Es ist auch möglich, dass das Wärmetransportelement eine solche Schlauchschelle aufweist.
  • In letztgenanntem Fall ist das Wärmetransportelement typischerweise zweiteilig ausgebildet und setzt sich in der Regel aus einem das fragliche Kontaktelement ringförmig umschließenden eigentlichen Transportelement und zusätzlich einer Spannhülse zusammen. Mit Hilfe der Spannhülse kann das Wärmetransportelement inklusive elektrischem Kontaktelement in eine Bohrung im Gehäuse verbracht werden. Hierbei wird die Spannhülse oder auch Schlauchschelle gestaucht. Die Spannhülse bzw. Schlauchschelle verfügt über eine große Wärmeleitfähigkeit, weil an dieser Stelle das demgegenüber innenliegende Wärmetransportelement überwiegend für die elektrische Isolierung und zugleich die Wärmeleitung sorgt.
  • Im Ergebnis wird ein Steckverbinderteil zur Verfügung gestellt, welches durch ein besonders günstiges Wärmemanagement gekennzeichnet ist. Das lässt sich darauf zurückführen, dass mit einem Kühlelement gearbeitet wird, welches gegenüber dem Kontaktelement elektrisch isoliert ist. Dadurch wird verhindert, dass etwaige am Kontaktelement anstehende Hochspannung auf das Kühlelement übertragen wird. Um dies im Detail zu realisieren, kann entweder mit einem Kühlelement auf Kunststoff- bzw. Polymerbasis mit eingelagerten Füllstoffen gearbeitet werden oder dergestalt, dass zwischen dem Kontaktelement und dem Kühlelement zusätzlich ein elektrisch isolierendes Wärmetransportelement zwischengeschaltet ist. Selbstverständlich lassen sich die beiden vorbeschriebenen grundsätzlichen Maßnahmen auch miteinander kombinieren.
  • In jedem Fall ist sichergestellt, dass entweder das Kühlelement selbst elektrisch isolierend und zugleich wärmeleitfähig ausgebildet ist oder bei einer elektrischen Leitfähigkeit des Kühlelementes durch das zwischengeschaltete Wärmetransportelement für eine elektrische Isolierung zum Kontaktelement hin gesorgt wird. Hierin sind die wesentlichen Vorteile zu sehen.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen:
    • 1 das erfindungsgemäße Steckverbinderteil in Gestalt einer kraftfahrzeugseitigen Ladedose in einer Frontansicht,
    • 2 die zugehörige Rückansicht zur 1,
    • 3 den Gegenstand nach den 1 und 2 in einer Frontansicht und
    • 4 den Gegenstand nach der 3 in einer Seitenansicht.
    • 5A, B, C eine abgewandelte Ausführungsform und
    • 6A, B, C eine weitere Ausführungsvariante der Erfindung.
  • In den Figuren ist ein Steckverbinderteil zum mechanischen und elektrischen Verbinden mit einem Gegensteckverbinderteil dargestellt. Tatsächlich handelt es sich bei dem Steckverbinderteil nach dem Ausführungsbeispiel in den 1 und 2 um eine kraftfahrzeugseitige Ladedose 1. Die Ladedose 1 ist zur Kopplung mit einem Ladestecker eingerichtet, der im Detail nicht dargestellt ist und einen Bestandteil einer elektrischen Ladeinfrastruktur für Elektro- oder Hybrid-Kraftfahrzeuge darstellt.
  • Zu diesem Zweck ist die Ladedose 1 mit einem Gehäuse 2 aus Kunststoff sowie wenigstens einem im Gehäuse 2 angeordneten elektrischen Kontaktelement 3 ausgerüstet. Nachfolgend werden lediglich die beiden für einen DC-Ladevorgang benötigten Kontaktelemente 3 näher betrachtet. Die zusätzlich vorgesehenen weiteren elektrischen Kontaktelemente 4, die demgegenüber für einen AC-Ladevorgang benötigt werden, erfahren keine nähere Problematisierung. Nach dem Ausführungsbeispiel sind die beiden elektrischen Kontaktelemente 3 im Innern des Gehäuses 2 mit einem Kühlelement 5 ausgerüstet. Das Kühlelement 5 steht in Wärmekontakt mit dem elektrischen Kontaktelement 3.
  • Dabei ist die Auslegung insgesamt so getroffen, wie dies in Detail in der Frontansicht nach der 3 bzw. der Seitenansicht in der 4 dargestellt ist. Im Rahmen der Erfindung bestehen insgesamt zwei verschiedene Varianten zur Realisierung. Tatsächlich kann nach einer ersten Variante so gearbeitet werden, dass das Kühlelement 5 elektrisch isolierend und zugleich wärmeleitfähig ausgebildet ist. In diesem Fall mag es sich bei dem Kühlelement 5 um ein solches aus einem Kunststoff bzw. Polymer und damit einem Bestandteil des Gehäuses handeln, in welches Füllstoffe eingelagert sind, die elektrisch isolierend und zugleich wärmeleitfähig ausgelegt sind. Geeignete Füllstoffe sind einleitend bereits beschrieben worden und können beispielsweise Aluminiumoxid und/oder Bornitrid sein. In diesem Fall ist ein zusätzliches und in der 3 angedeutetes elektrisch isolierendes Wärmetransportelement 6 zwischen dem Kontaktelement 3 und den Kühlelement 5 entbehrlich.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel nach den 3 und 4 wird insgesamt jedoch mit dem elektrisch isolierenden Wärmetransportelement 6 gearbeitet. Mithilfe des elektrisch isolierenden Wärmetransportelementes 6 werden das Kontaktelement 3 und das Kühlelement 5 miteinander wärmeleitfähig gekoppelt. In diesem Fall ist das Kühlelement 5 vorteilhaft aus einem Metall wie beispielsweise Stahl, Aluminium oder auch Zink hergestellt. Selbstverständlich sind auch Kombinationen denkbar. Damit in diesem Kontext das aus Metall hergestellte Kühlelement 5 nicht mit am Kontaktelement 3 anliegender Hochspannung beaufschlagt wird, sorgt in diesem Fall das elektrisch isolierende Wärmetransportelement 6 für eine elektrische Entkopplung zwischen dem Kontaktelement 3 und dem Kühlelement 5. Demgegenüber zeichnet sich die zuvor bereits beschriebene Variante dadurch aus, dass das Wärmetransportelemente 6 entbehrlich ist, weil das Kühlelement 5 selbst für die elektrische Isolierung sorgt.
  • Das Wärmetransportelement 6 kann bei der Variante nach den 3 und 4 aus einem Fremdmaterial (also nicht aus Kunststoff) bestehen und hergestellt sein. Hier haben sich keramische oder mineralische Werkstoffe als besonders günstig erwiesen, die zugleich für eine elektrische Isolierung und dennoch Wärmeleitfähigkeit sorgen. Geeignete keramische Werkstoffe sind beispielsweise Zirkon und als mineralische Werkstoffe können u. a. Sand oder dergleichen eingesetzt werden.
  • Daneben ist die Auslegung insgesamt so getroffen, dass das Wärmetransportelement 6 das Kontaktelement 3 ringförmig im Querschnitt mit einer Wandstärke S von insbesondere wenigen Millimetern umschließt. Tatsächlich kann die Wandstärke S des Wärmetransportelementes 6 wenige Millimeter betragen und sogar unterhalb von 1 mm angesiedelt sein. Auf diese Weise wird ein besonders günstiger und schneller Wärmetransport vom Kontaktelement 3 hin zum Kühlelement 5 realisiert und umgesetzt, welcher zu einer besonders wirksamen Kühlung korrespondiert.
  • Anhand des Ausführungsbeispiels erkennt man, dass das Kühlelement 5 insgesamt streifenförmig ausgebildet ist und endseitig Kühlrippen 5a aufweist. Diese Kühlrippen 5a können dabei in Frontansicht seitlich über das Gehäuse 2 überstehen. Das hängt von den Einbau- und Platzverhältnissen für die Ladedose 1 ab. Außerdem erkennt man, dass das Kühlelement 5 streifenförmig lediglich die Kontaktelemente 3 für den DC-Ladevorgang umschließt, wohingegen die weiteren Kontaktelemente 4 für den AC-Ladevorgang aufgrund der dort geringeren Ströme nicht mit abgedeckt werden.
  • Die zuvor bereits beschriebene Variante nach den 3 und 4 ist jeweils so ausgebildet, dass das Wärmetransportelement 6 aus einem Fremdmaterial (also nicht aus Kunststoff) hergestellt ist. In diesem Fall ist das Wärmetransportelement 6 als vom Gehäuse 2 bzw. dem Kühlelement 5 unabhängiger Bestandteil ausgebildet. Auch die 5 und 6 zeigen eine Variante, bei welcher das Wärmetransportelement 6 als vom Gehäuse 2 bzw. dem Kühlelement 5 unabhängiger Bestandteil ausgelegt ist.
  • Tatsächlich erkennt man anhand der 5A, dass in diesem Fall das dortige Wärmetransportelement 6 als das elektrische Kontaktelement 3 zumindest größtenteils umschließende Schlauchschelle ausgebildet ist. Dabei kann so vorgegangen werden, dass nach einer Vormontage des elektrischen Kontaktelementes 3 und des Gehäuses 2 bzw. seines Kühlelementes 5 die jeweils als Zwei-Ohr-Schlauchschellen ausgeführten jeweils dargestellten Wärmetransportelemente 6 in Luftspalten des Gehäuses 2 bzw. des Kühlelementes 5 verformt werden und diese größtenteils eliminieren bzw. verschließen. Vergleichbares gilt für die ebenfalls im Rahmen der 5B gezeigte weitere Variante, nach der an dieser Stelle eine Schraube 7 oder ein anderes Spannmittel dafür sorgt, das etwaige nach der Vormontage verbleibende Luftspalte eliminiert werden, sodass ein durchgängiger Wärmefluss vom Kontaktelement 3 über das Wärmetransportelement 6 bis hin zum Gehäuse 2 bzw. dessen Kühlelement 5 beobachtet wird und vorliegt.
  • Die weitere Varinante nach der 6 ist durch ein gleichsam zweiteiliges Wärmetransportelement 61, 62 gekennzeichnet, welches wiederum als vom Gehäuse 2 bzw. dessen Kühlelement 5 unabhängiger Bestandteil ausgebildet ist. Dabei ist zunächst einmal ein primäres und das elektrische Kontaktelement 3 vollständig umschließendes Wärmetransportelement 61 realisiert, welches für die elektrische Entkopplung zwischen dem Kontaktelement 3 und dem Gehäuse 2 bzw. Kühlelement 5 sorgt. Bei diesem primären Wärmetransportelement 61 kann es sich um eine Beschichtung des elektrischen Kontaktelementes 3 aus Kunststoff bzw. einem Polymer mit eingelagerten Füllstoffen handeln, die elektrisch isolierend und zugleich wärmeleitfähig ausgelegt sind.
  • Neben diesem primären Wärmetransportelement 61 ist dann noch ein sekundäres Wärmetransportelement 62 vorgesehen, welches als Spannhülse ausgebildet ist. Die fragliche Spannhülse kann dabei mit einer deutlich verbesserten Wärmeleitfähigkeit im Vergleich zum primären Wärmetransportelement 61 ausgerüstet werden. Dadurch ergeben sich Montagevorteile, wie man anhand der in der 6 zusätzlich gezeigten perspektivischen Darstellung nachvollziehen kann.
  • Tatsächlich können in diesem Zusammenhang die fragliche Spannhülse bzw. das sekundäre Wärmetransportelement 62 und das elektrische Kontaktelement 3 inklusive primärem Wärmetransportelement 61 gleichsam ohne Montagekraft in eine vormontierte Lage in einer zugehörigen Bohrung bzw. Ausnehmung im teilweise dargestellten Kühlelement 5 verbracht werden. Bei diesem Vorgang wird die Spannhülse bzw. das sekundäre Wärmetransportelement 61 gestaucht und mit einer leichten Übergangspassung in die Bohrung im Kühlelement 5 gedrückt. Das kann insgesamt werkzeuglos erfolgen und führt demzufolge zu einer kostengünstigen und leichten, gleichwohl funktionssicheren Variante.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Ladedose
    2
    Gehäuse
    3
    Kontaktelemente
    4
    weitere Kontaktelemente
    5
    Kühlelement
    5a
    Kühlrippen
    6
    Wärmetransportelement
    61,62
    Wärmetransportelement
    S
    Wandstärke
  • 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
    • EP 3616270 B1 [0005]
    • EP 3433904 B1 [0006, 0007, 0010]
    • DE 102007037316 A1 [0014]
    • DE 102013208605 A1 [0014]

Claims (10)

  1. Steckverbinderteil zum mechanischen und elektrischen Verbinden mit einem Gegensteckverbinderteil, insbesondere kraftfahrzeugseitige Ladedose (1) zur Kopplung mit einem Ladestecker als Bestandteile einer elektrischen Ladeinfrastruktur für Elektro- oder Hybrid-Kraftfahrzeuge, oder umgekehrt, mit einem Gehäuse (2) aus Kunststoff sowie wenigstens einem im Gehäuse (2) angeordneten elektrischen Kontaktelement (3), und mit einem Kühlelement (5), welches in Wärmekontakt mit dem elektrischen Kontaktelement (3) steht, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (3) und das Kühlelement (5) elektrisch voneinander isoliert sind.
  2. Steckverbinderteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlelement (5) elektrisch isolierend und zugleich wärmeleitfähig ausgebildet ist.
  3. Steckverbinderteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlelement (5) aus einem wärmeleitfähigen Polymer besteht.
  4. Steckverbinderteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (3) und das Kühlelement (5) über ein elektrisch isolierendes Wärmetransportelement (6) miteinander wärmeleitfähig gekoppelt sind.
  5. Steckverbinderteil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmetransportelement (6) das Kontaktelement (3) im Querschnitt ringförmig mit einer Wandstärke (S) von insbesondere wenigen Millimetern umschließt.
  6. Steckverbinderteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke (S) unterhalb von 1 mm angesiedelt ist.
  7. Steckverbinderteil nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmetransportelement (6) als Bestandteil des Gehäuses (2) ausgebildet ist.
  8. Steckverbinderteil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmetransportelement (6) in den Kunststoff des Gehäuses (2) eingelagerte Füllstoffe aus beispielsweise Aluminiumoxid oder Bornitrid aufweist.
  9. Steckverbinderteil nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmetransportelement (6) als vom Gehäuse unabhängiger Bestandteil ausgebildet ist.
  10. Steckverbinderteil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmetransportelement (6) als Schüttung aus einem keramischen oder mineralischen Werkstoff und/oder das Kontaktelement (3) zumindest größtenteils umschließende Schlauchschelle ausgebildet ist oder eine solche aufweist..
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