DE102023119078A1

DE102023119078A1 - Leistungskabelbaum mit Sammelschiene

Info

Publication number: DE102023119078A1
Application number: DE102023119078.4A
Authority: DE
Inventors: James Edward Gundermann; Kevin John Peterson; Dinesh Loku Hemnani; Adam Tyler; Ashida C Pitt
Original assignee: TE Connectivity Solutions GmbH
Current assignee: TE Connectivity Solutions GmbH
Priority date: 2022-07-19
Filing date: 2023-07-19
Publication date: 2024-01-25
Also published as: US20240030664A1

Abstract

Ein Leistungskabelbaum (102) umfasst ein Steckverbindergehäuse (230), das einen Leistungskontakt (270) hält, und eine Sammelschiene (202), die in einer Kammer (232) des Steckverbindergehäuses aufgenommen ist. Der Leistungskontakt verfügt über einen Fügeabschnitt mit einer trennbaren Fügestelle, die so konfiguriert ist, dass sie beim Zusammengefügen mit dem Wannensteckverbinder in eine Wannenstecker-Kontaktanordnung (406) von Wannenstecker-Kontakten (404) des Wannensteckverbinders (400) eingesteckt wird. Die Sammelschiene ist an einem Anschlussabschnitt des Leistungskontakts mit einem Schweißpad (276) verschweißt. Ein Gewindebolzen (300) führt durch das Steckverbindergehäuse und ist so konfiguriert, dass er mit einem Gewindesteckverbinder des Wannensteckverbinders verschraubbar gekoppelt ist, um das Steckverbindergehäuse am Wannensteckverbinder zu sichem.

Description

Diese Anmeldung beansprucht die Vorteile der am 19. Juli 2022 eingereichten vorläufigen US-Anmeldung Nr. 63/390.331 mit dem Titel „CONNECTOR FOR SOLID BUSBAR“, deren Gegenstand hierin durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit aufgenommen ist.
Der Gegenstand hier bezieht sich im Allgemeinen auf Leistungskabelbäume.
Elektrische Steckverbinder werden verwendet, um verschiedene Komponenten innerhalb eines Systems, beispielsweise eines Fahrzeugs, elektrisch zu verbinden. Beispielsweise kann ein Steckverbinder mit einem Wannensteckverbinder verbunden werden. Jeder Steckverbinder enthält Kontakte, die zusammengefügt werden, wenn der Steckverbinder mit dem Wannensteckverbinder gekoppelt wird. Der Steckverbinder umfasst typischerweise Stromkabel, die an den Kontakten des Steckverbinders angeschlossen sind und sich von dem Steckverbinder zu einer anderen Komponente erstrecken. Der Kabelbaum ist typischerweise schwer und umständlich im Fahrzeug zu montieren. Es besteht weiterhin Bedarf an einem Leistungskabelbaum, der die Verwendung von Stromkabeln und Kabelsätzen überflüssig macht.
In einer Ausführungsform wird ein Leistungskabelbaum bereitgestellt und umfasst ein Steckverbindergehäuse mit einer Kammer, die sich zwischen einem Anschlussende und einem Fügeende erstreckt, das so konfiguriert ist, dass es mit einem Wannensteckverbinder des Leistungskabelbaums zusammengefügt wird. Das Steckverbindergehäuse umfasst eine Bohrung, die am Fügeende durch das Gehäuse verläuft. Der Leistungskabelbaum umfasst einen in der Kammer aufgenommenen Leistungskontakt. Der Leistungskontakt verfügt über einen Fügeabschnitt am Fügeende des Steckverbindergehäuses. Der Fügeabschnitt umfasst eine trennbare Fügestelle, die so konfiguriert ist, dass sie in eine Wannenstecker-Kontaktanordnung von Wannenstecker-Kontakten des Wannensteckverbinders eingesteckt wird, wenn das Fügeende mit dem Wannensteckverbinder zusammengefügt wird. Der Leistungskontakt verfügt über einen Anschlussabschnitt am Anschlussende des Steckverbindergehäuses. Der Anschlussabschnitt umfasst ein Schweißpad. Der Leistungskabelbaum umfasst eine Sammelschiene, die sich am Anschlussende von der Kammer erstreckt. Die Sammelschiene ist an einem Anschlussabschnitt des Leistungskontakts mit einem Schweißpad verschweißt. Der Leistungskabelbaum umfasst einen Gewindebolzen, der in der Bohrung aufgenommen ist und durch das Steckverbindergehäuse verläuft. Der Gewindeverbinder ist so konfiguriert, dass er mit einem Gewindesteckverbinder des Wannensteckverbinders verschraubbar gekoppelt ist, um das Steckverbindergehäuse am Wannensteckverbinder zu sichem.
Die Erfindung wird nun beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:

1 eine perspektivische Rückansicht eines Leistungssystems mit einem Leistungskabelbaum gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist.
2 eine perspektivische Vorderansicht eines Leistungssystems mit einem Leistungskabelbaum gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist.
3 eine perspektivische Unteransicht eines Steckverbinders des Leistungssystems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist.
4 eine perspektivische Draufsicht eines Wannensteckverbinders des Leistungssystems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist.
5 eine Explosionsansicht des Steckverbinders gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist.
6 einen Abschnitt des Steckverbinders darstellt und die mit dem Leistungskontakt verbundene Sammelschiene gemäß einer beispielhaften Ausführungsform zeigt.
7 die Leistungskontakte des Steckverbinders darstellt, die gemäß einer beispielhaften Ausführungsform mit den Kontaktanordnungen des Wannensteckverbinder gekoppelt sind.
8 eine Querschnittsansicht des Steckverbinders gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist.
9 die Leistungskontakte des Steckverbinders darstellt, die gemäß einer beispielhaften Ausführungsform mit den Kontaktanordnungen des Wannensteckverbinder gekoppelt sind.

Die 1 ist eine perspektivische Rückansicht eines Leistungssystems 100 mit einem Leistungskabelbaum 102 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Die 2 ist eine perspektivische Vorderansicht eines Leistungssystems 100 mit einem Leistungskabelbaum 102 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Der Leistungskabelbaum 102 umfasst Leistungssteckverbinder, die zum elektrischen Verbinden einer ersten Komponente 104 mit einer zweiten Komponente 106 verwendet werden. Beispielsweise umfasst der Leistungskabelbaum 102 einen Steckerverbinder 200 und einen Wannensteckverbinder 400. Der Steckerverbinder 200 ist ein Kabelverbinder, der an einem Ende eines oder mehrerer flacher Stromkabel oder Sammelschienen 202 (zum Beispiel in der dargestellten Ausführungsform zwei Sammelschienen 202) vorgesehen ist. Der Wannensteckverbinder 400 kann zusätzlich oder alternativ an einem Ende eines Stromkabels (nicht gezeigt) vorgesehen sein. In der dargestellten Ausführungsform ist der Wannensteckverbinder 400 so konfiguriert, dass er direkt an der elektrischen Komponente 106 montiert wird. Der Steckverbinder 200 ist so konfiguriert, dass er in einer Fügerichtung auf den Wannensteckverbinder 400 gesteckt wird, beispielsweise von oben, um die Komponenten 104, 106 elektrisch zu verbinden. Die Steckverbinder 200, 400 stellen eine trennbare Kopplungsstelle in einer Leistungsübertragungsleitung zwischen der ersten und der zweiten Komponente 104, 106 bereit.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das Leistungssystem 100 Teil eines Fahrzeugs sein, beispielsweise eines Elektrofahrzeugs. Die erste Komponente 104 kann eine Batterie des Fahrzeugs sein und die zweite Komponente 106 kann ein angetriebenes Gerät des Fahrzeugs sein, etwa ein Wechselrichter oder Motor des Fahrzeugs oder ein Fahrzeugteilsystem, etwa ein Ladeeingang, ein Heizer, ein Kompressor oder ein anderes Fahrzeugteilsystem. Das Leistungssystem 100 kann in alternativen Ausführungsformen auch in anderen Anwendungen als Elektrofahrzeugen verwendet werden.
In einer beispielhaften Ausführungsform werden die Steckverbinder 200, 400 mechanisch unter Verwendung von Gewindekomponenten verbunden, beispielsweise einem in einem Gewindeeinsatz aufgenommenen Gewindebolzen, um die Steckverbinder 200, 400 zu verbinden. In einer beispielhaften Ausführungsform sind die Steckverbinder 200, 400 kompakt oder haben ein flachbauendes Profil, sodass sie nicht viel mehr Platz (z. B. Höhe und/oder Breite und/oder Länge) einnehmen als die entsprechende(n) Sammelschiene(n) 202. In einer beispielhaften Ausführungsform sind die Steckverbinder 200, 400 abgedichtete Steckverbinder, die zwischen sich eine abgedichtete Kopplungsstelle bilden. Der Steckerverbinder 200 ist an der Sammelschiene 202 abgedichtet. Der Wannensteckverbinder 400 ist an der Komponente 106 abgedichtet. Die Steckverbinder 200, 400 sind unter Verwendung einer Umgebungsdichtung an der Fügestelle gegeneinander abgedichtet. Die Gewindebefestigungen können zusätzlich innerhalb der Steckverbinder 200, 400 abgedichtet sein. In einer beispielhaften Ausführungsform sind die Steckverbinder 200, 400 berührungssicher, wobei alle stromführenden leitenden Elemente isoliert sind, um Kurzschlüsse, Funkenbildung, Lichtbogenbildung oder Verletzungen durch Berührung des stromführenden Elements zu verhindern. Die Steckverbinder 200, 400 sind sowohl im gefügten Zustand als auch im nicht gefügten Zustand berührungssicher. In einer beispielhaften Ausführungsform sind die Steckverbinder 200, 400 vibrationsbeständig, um eine zuverlässige elektrische Verbindung entlang der Leistungsübertragungsleitung aufrechtzuerhalten. In einer beispielhaften Ausführungsform können die Steckverbinder 200, 400 in verschiedenen Ausrichtungen relativ zueinander zusammengefügt werden. Beispielsweise können sich die Sammelschienen 202 mit verschiedenen Winkeln von der Verbindung weg erstrecken, beispielsweise 180°, 90° oder mit anderen Winkeln. Während in den 1 und 2 eine einzelne Kopplungsstelle dargestellt ist, können die Steckverbinder 200, 400 mehrere Kopplungsstellen haben (anstelle einer doppelten Fügestelle können beispielsweise zwei Steckverbinder mit jeweils einer einzigen Fügestelle vorgesehen sein).
Der Steckverbinder 200 umfasst die Sammelschienen 202, ein Gehäuse 230, das die Enden der Sammelschienen aufnimmt, Leistungskontakte 270 (in der 3 dargestellt), die mit den Enden der entsprechenden Sammelschienen 202 verbunden sind, und einen Gewindebolzen 300, der zur Sicherung des Steckverbinders 200 an dem Wannensteckverbinder 400 verwendet wird. Das Gehäuse 230 nimmt die Sammelschienen 202, die Leistungskontakte 270 und den Gewindebolzen 300 auf. Das Gehäuse 230 ist für das Zusammenfügen mit dem Wannensteckverbinder 400 konfiguriert. Der Gewindebolzen 300 wird verwendet, um den Steckverbinder 200 mechanisch mit dem Wannensteckverbinder 400 zu verbinden. Die Leistungskontakte 270 werden verwendet, um die Sammelschienen 202 elektrisch mit dem Wannensteckverbinder 400 zu verbinden.
Der Wannensteckverbinder 400 umfasst Kontaktanordnungen 402 und ein Gehäuse 430, das die Kontaktanordnungen 402 hält. Die Kontaktanordnungen 402 sind so konfiguriert, dass sie mit den Leistungskontakten 270 verbunden werden. Die Kontaktanordnungen 402 sind so konfiguriert, dass sie elektrisch mit der elektrischen Komponente 106 verbunden werden, beispielsweise um die elektrische Komponente 106 mit Leistung zu versorgen. Das Gehäuse 430 kann einen Gewindeeinsatz, beispielsweise eine Gewindebuchse, aufnehmen, um mit dem Gewindebolzen 300 zusammengefügt zu werden.
Die 3 ist eine perspektivische Unteransicht des Steckverbinders 200 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Der Steckverbinder 200 umfasst das Gehäuse 230, das die Sammelschienen 202 und die Leistungskontakte 270 aufnimmt, die mit den Enden der entsprechenden Sammelschienen 202 verbunden sind. Das Gehäuse 230 umfasst eine Öffnung 231 an der Unterseite, die einen Abschnitt des Wannensteckverbinders 400 aufnimmt (dargestellt in der 4). Die Leistungskontakte 270 werden durch die Öffnung 231 freigelegt, um mit dem Wannensteckverbinder 400 zusammengefügt zu werden. Optional kann an der Unterseite eine Kopplungsstellendichtung (nicht gezeigt) vorgesehen sein, um dem Wannensteckverbinder 400 anzukoppeln. Beispielsweise kann sich die Kopplungsstellendichtung in einer Nut befinden, die die Öffnung 231 umgibt, um den Wannensteckverbinder 400 anzukoppeln.
Die 4 ist eine perspektivische Draufsicht des Wannensteckverbinders 400 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Der Wannensteckverbinder 400 umfasst das Wannenstecker-Gehäuse 430, das die Kontaktanordnungen 402 aufnimmt. Die Kontaktanordnungen 402 sind so konfiguriert, dass sie elektrisch mit der elektrischen Komponente 106 verbunden werden, beispielsweise um die elektrische Komponente 106 mit Leistung zu versorgen. Das Wannenstecker-Gehäuse 430 kann eine Ummantelung 432 umfassen, die sich von einem Montageflansch 434 erstreckt Die Ummantelung 432 umgibt die Kontaktanordnungen 402. Die Ummantelung 432 kann beim Zusammenfügen in den Steckverbinder 200 (3) gesteckt werden. Der Montageflansch 434 ist für die Montage an einer Komponente, beispielsweise der zweiten elektrischen Komponente 106 oder einem Chassis oder einem anderen Teil des Fahrzeugs, konfiguriert.
Jede Kontaktanordnung 402 umfasst Wannenstecker-Kontakte 404, die in einem oder mehreren Wannenstecker-Kontaktanordnungen 406 angeordnet sind, und einen Wannenstecker-Leistungskontakt 408, der mit den Wannenstecker-Kontaktanordnungen 406 gekoppelt ist. Die Wannenstecker-Kontakte 404 verbinden den Wannenstecker-Leistungskontakt 408 elektrisch mit dem Leistungskontakt 270 (3) des Steckverbinders 200. In einer beispielhaften Ausführungsform sind die Wannenstecker-Kontakte 404 Buchsenkontakte mit Buchsen am Ende, die zur Aufnahme des Leistungskontakts 270 konfiguriert sind. Bei den Wannenstecker-Kontakten 404 kann es sich um stimmgabelartige Kontakte mit Federbalken auf gegenüberliegenden Seiten der Buchsen handeln, die mit dem Leistungskontakt 270 zusammengefügt werden. Andere Arten von Kontakten können in alternativen Ausführungsformen verwendet werden.
Die 5 ist eine Explosionsansicht des Steckverbinders 200 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform, der mit dem Wannensteckverbinder 400 zusammengefügt dargestellt ist. Der Steckverbinder 200 umfasst die Sammelschienen 202, das Gehäuse 230, die Leistungskontakte 270 und den Gewindebolzen 300. In einer beispielhaften Ausführungsform sind die Leistungskontakte 270 an die Sammelschienen 202 geschweißt.
In einer beispielhaften Ausführungsform ist die Sammelschiene 202 eine flache Metallsammelschiene. Die Sammelschiene 202 kann eine ummantelte Sammelschiene sein, so dass die Sammelschiene 202 berührungssicher ist. Die Sammelschiene 202 kann eine Sammelschiene mit massivem Kern sein, beispielsweise eine Sammelschiene aus extrudiertem Metall. Alternativ kann die Sammelschiene 202 ein verseiltes oder geflochtenes Flachkabel sein. In einer beispielhaften Ausführungsform ist eine Sammelschienendichtung 212 vorgesehen, die die Sammelschiene 202 umgibt. Die Sammelschienendichtung 212 kann am Sammelschienenmantel abgedichtet sein. Die Sammelschienendichtung 212 ist so konfiguriert, dass sie gegenüber dem Gehäuse 230 abgedichtet ist. Die Sammelschienendichtung 212 kann ein Gummimaterial in verschiedenen Ausführungsformen sein. Optional können mehrere Sammelschienendichtungen 212 verwendet werden, um die verschiedenen Komponenten abzudichten. In einer beispielhaften Ausführungsform ist eine Sammelschienenhülse 214 vorgesehen, um die Sammelschiene 202 am Gehäuse 230 zu sichern. Die Sammelschienenhülse 214 kann durch eine Verriegelung, einen Clip, ein Befestigungselement oder ein anderes Sicherungselement am Gehäuse 230 gesichert sein. Die Sammelschienenhülse 214 kann die Sammelschienendichtung 212 im Gehäuse 230 halten.
Das Gehäuse 230 ist aus einem dielektrischen Material, beispielsweise einem Kunststoffmaterial, hergestellt. Optional kann das Gehäuse 230 ein Spritzgussteil sein. In verschiedenen Ausführungsformen ist das Gehäuse 230 ein mehrteiliges Gehäuse. Beispielsweise kann das Gehäuse 230 eine Außenhülle und einen in der Außenhülle aufgenommenen Gehäuseeinsatz umfassen. Alternativ kann das Gehäuse 230 ein einteiliges Gehäuse sein.
Das Gehäuse 230 umfasst Wände, die eine Kammer 232 bilden, die die Sammelschienen 202, die Leistungskontakte 270 und den Gewindebolzen 300 aufnimmt. In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst das Gehäuse 230 eine Oberseite 234 und eine Unterseite 236. Das Gehäuse 230 umfasst Seiten 238, die sich zwischen einer Vorderseite 240 und einer Rückseite 242 erstrecken. Das Gehäuse 230 umfasst auf der Rückseite 242 eine Öffnung 244, die Zugang zu der Kammer 232 gewährt. Die Sammelschienen 202 sind in der Öffnung 244 aufgenommen. Die Sammelschienenhülse 214 kann in die Öffnung 244 gesteckt und an der Rückseite 242 mit dem Gehäuse 230 gekoppelt werden. Die Sammelschienendichtung 212 kann an der Innenfläche des Gehäuses 230 an der Öffnung 244 abgedichtet sein. In einer beispielhaften Ausführungsform begrenzt die Unterseite 236 ein Fügeende 250 des Gehäuses 230 und die Rückseite 242 begrenzt ein Anschlussende 252 des Gehäuses 230. Andere Ausrichtungen sind in alternativen Ausführungsformen möglich. Das Fügeende 250 ist so konfiguriert, dass es mit dem Wannensteckverbinder 400 zusammengefügt wird.
In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst das Gehäuse 230 einen Kontaktkanal 246 in der Kammer 232, die den Leistungskontakt 270 aufnimmt. Der Kontaktkanal 246 ist mit der Öffnung 244 ausgerichtet, um den Leistungskontakt 270 mit der Sammelschiene 202 von der Öffnung 244 aufzunehmen. Der Kontaktkanal 246 nimmt den Leistungskontakt 270 in einer Einführungsrichtung von hinten nach vorne auf, während der Leistungskontakt 270 von der Rückseite 242 in das Gehäuse 230 eingeführt wird. Im dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich der Kontaktkanal 246 an der Vorderseite 240.
In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst das Gehäuse 230 einen Sammelschienenkanal 248 in der Kammer 232, die die Sammelschiene 202 aufnimmt. Der Sammelschienenkanal 248 ist mit der Öffnung 244 ausgerichtet, um die Sammelschiene 202 von der Öffnung 244 aufzunehmen. Der Sammelschienenkanal 248 nimmt die Sammelschiene 202 in einer Einführungsrichtung von hinten nach vorne auf, während die Sammelschiene 202 von der Rückseite 242 in das Gehäuse 230 eingeführt wird. Im dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich der Sammelschienenkanal 248 an der Rückseite 242. Der Sammelschienenkanal 248 kann größer sein als der Kontaktkanal 246, da die Sammelschiene 202 größer als der Leistungskontakt 270 sein kann.
Der Leistungskontakt 270 ist ein Metallleiter, beispielsweise ein Aluminium- oder Kupferleiter. Der Leistungskontakt 270 kann in verschiedenen Ausführungsformen ein extrudierter Metallkontakt sein. Alternativ kann der Leistungskontakt 270 heißgeschmiedet oder gestanzt und geformt sein. Der Leistungskontakt 270 kann in verschiedenen Ausführungsformen plattiert oder beschichtet sein. Der Leistungskontakt 270 erstreckt sich zwischen einem Anschlussende 272 und einem Fügeende 274. Das Fügeende 250 ist so konfiguriert, dass es mit dem entsprechenden Leistungskontakt des Wannensteckverbinders 400 zusammengefügt wird. Das Anschlussende 272 ist so konfiguriert, dass es an der Sammelschiene 202 angeschlossen wird. Der Leistungskontakt 270 umfasst am Anschlussende 272 ein Schweißpad 276. Die Sammelschiene 202 ist an dem Anschlussende 272 mit dem Schweißpad verschweißt 276. Andere Arten von Anschlüssen können in alternativen Ausführungsformen verwendet werden.
In der dargestellten Ausführungsform ist der Leistungskontakt 270 rechteckig. Der Leistungskontakt 270 kann jedoch in alternativen Ausführungsformen andere Formen haben. Der Leistungskontakt 270 umfasst am Fügeende 274 eine Fügekante 280. Die Fügekante 280 kann in verschiedenen Ausführungsformen die Unterkante sein. Der Leistungskontakt umfasst eine erste Oberfläche 282 und eine zweite Oberfläche 284 gegenüber der ersten Oberfläche 282. Die Fügekante 280 erstreckt sich zwischen der ersten und der zweiten Oberfläche 282, 284. Die Fügekante 280 ist so konfiguriert, dass sie in den Fügekontakt des Wannensteckverbinders 400 gesteckt wird, um den Leistungskontakt 270 elektrisch mit dem Fügekontakt des Wannensteckverbinders 400 zu verbinden. Die ersten und zweiten Oberflächen 282, 284 definieren Fügeoberflächen, die so konfiguriert sind, dass sie mit dem Fügekontakt des Wannensteckverbinders 400 elektrisch verbunden werden.
In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst der Leistungskontakt 270 eine Lasche 286, die sich von der ersten Oberfläche 282 und/oder der zweiten Oberfläche 284 erstreckt. Die Lasche 286 wird verwendet, um den Leistungskontakt 270 im Gehäuse 230, beispielsweise in dem Kontaktkanal 246, zu sichern. Die Lasche 286 kann biegbar sein.
Die 6 stellt einen Abschnitt des Steckverbinders 200 dar und zeigt die mit dem Leistungskontakt 270 gekoppelte Sammelschiene 202 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Die Sammelschiene 202 umfasst einen Leiter 204 und einen den Leiter 204 umgebenden Mantel 206. Der Leiter 204 kann ein Aluminiumleiter anstelle eines Kupferleiters sein, um Gewicht und Kosten zu verringern. Der Leiter 204 kann ein flacher Leiter sein (ist zum Beispiel breit und dünn). Der Leiter 204 kann im Allgemeinen rechteckig sein. Optional kann der Leiter 204 abgerundete Kanten haben. Ein Abschnitt des Mantels 206 wird am Ende entfernt, um den Leiter 204 freizulegen. Der freigelegte Abschnitt der Sammelschiene 202 ist mit dem Leistungskontakt 270 verschweißt. Ein Abschnitt des Leistungskontakts 270 überlappt die Sammelschiene 202 und ist mit der Sammelschiene 202, beispielsweise mit der ersten Oberfläche 282, verschweißt. Die Sammelschiene 202 kann in eine bestimmte Form gebracht werden (z. B. um sich zwischen dem Wannensteckverbinder und der ersten elektrischen Komponente zu erstrecken) und kann, wenn sie einmal geformt ist, diese Form beibehalten. Daher kann die Sammelschiene 202 zwischen dem Wannensteckverbinder und der ersten elektrischen Komponente relativ kurzgehalten werden (zum Beispiel ohne Längenverlust). Der Leiter kann verwendet werden, um Wärme von dem Steckverbinder 200 und dem Wannensteckverbinder 400 abzuleiten.
In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst die Sammelschiene 202 an der Unterseite der Sammelschiene 202 eine Kerbe 208. Die Kerbe 208 verkürzt die Sammelschiene 202, beispielsweise auf eine Höhe, die im Allgemeinen gleich der Höhe des Leistungskontakts 270 entspricht. Beispielsweise weist die Sammelschiene 202 eine Höhe 220 und eine Dicke 222 auf. Die Kerbe 208 verringert die Höhe 220 am Ende. In der dargestellten Ausführungsform verringert die Kerbe 208 die Höhe um etwa 25 %. Der Leistungskontakt 270 weist eine Höhe 290 und eine Dicke 292 auf. Der Leistungskontakt 270 hat eine Leistungskontakt-Mittellinie 294, die entlang der Höhe 290 zwischen der Ober- und der Unterseite des Leistungskontakts 270 zentriert ist. Die Sammelschiene 202 weist eine Sammelschienen-Mittellinie 224 auf, die entlang der Höhe 220 zwischen der Ober- und der Unterseite der Sammelschiene 202 zentriert ist. In einer beispielhaften Ausführungsform ist die Sammelschienen-Mittellinie 224 zu der Leistungskontakt-Mittellinie 294 versetzt. Beispielsweise ist die Sammelschienen-Mittellinie 224 relativ zur Leistungskontakt-Mittellinie 294 nach unten verschoben. Die Sammelschiene 202 ist relativ zum Leistungskontakt 270 nach unten verschoben, um das Profil (beispielsweise die Gesamthöhe) der Anordnung und damit des Steckverbinders 200 zu verringern.
Die 7 stellt die Leistungskontakte 270 des Steckverbinders 200 dar, die mit den Kontaktanordnungen 402 des Wannensteckverbinders 400 gekoppelt sind. Jede Kontaktanordnung 402 umfasst Wannenstecker-Kontakte 404, die in den Wannenstecker-Kontaktanordnungen 406 angeordnet sind, und den Wannenstecker-Leistungskontakt 408, der mit den Wannenstecker-Kontaktanordnungen 406 gekoppelt ist. Die Wannenstecker-Kontakte 404 verbinden den Wannenstecker-Leistungskontakt 408 elektrisch mit dem Leistungskontakt 270 des Steckverbinders 200.
In der dargestellten Ausführungsform sind die Wannenstecker-Kontakte 404 Doppelbuchsenkontakte mit Buchsen an beiden Enden der Wannenstecker-Kontakte 404. Andere Arten von Kontakten können in alternativen Ausführungsformen verwendet werden. Jeder Wannenstecker-Kontakt 404 umfasst Federbalken 410, 412 auf gegenüberliegenden Seiten eines Spalts 414 an einem ersten Fügeende 416 des Wannenstecker-Kontakts 404. Der Spalt 414 begrenzt eine Buchse, die zur Aufnahme der Unterkante 280 des Leistungskontakts 270 konfiguriert ist. Beispielsweise wird der Leistungskontakt 270 in Fügerichtung von oben in den Spalt 414 eingesteckt, wenn der Steckverbinder 200 mit dem Wannensteckverbinder 200 zusammengefügt wird. Die Federbalken 410, 412 greifen in die erste und zweite Oberfläche 282, 284 des Leistungskontakts 270 ein, um den Wannenstecker-Kontakt 404 elektrisch mit dem Leistungskontakt 270 zu verbinden. Jeder Wannenstecker-Kontakt 404 umfasst Federbalken 420, 422 auf gegenüberliegenden Seiten eines Spalts 424 und ein zweites Fügeende 426 des Wannenstecker-Kontakts 404. Der Spalt 414 begrenzt eine Buchse, die zur Aufnahme der Oberkante des Wannenstecker-Leistungskontakts 408 konfiguriert ist. Die Federbalken 420, 420 greifen in die Seitenflächen des Wannenstecker-Leistungskontakts 408 ein, um den Wannenstecker-Kontakt 404 elektrisch mit dem Wannenstecker-Leistungskontakt 408 zu verbinden. Die Wannenstecker-Kontakte 404 sind in der Wannenstecker-Kontaktanordnung 406 so angeordnet, dass die Lücken 414, 424 miteinander ausgerichtet sind, um den Leistungskontakt 270 und den Wannenstecker-Leistungskontakt 408 aufzunehmen. Die Wannenstecker-Kontakte 404 können innerhalb der Wannenstecker-Kontaktanordnung 406 einzeln beweglich sein, um die Leistungskontakte 270 und/oder den Wannenstecker-Leistungskontakt 408 anzukoppeln.
Die 8 ist eine Querschnittsansicht des Steckverbinders 200 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Der Leistungskontakt 270 und die Sammelschiene 202 sind in der Kammer 232 angeordnet. Beispielsweise befindet sich der Leistungskontakt 270 in dem Leistungskontaktkanal 246 und die Sammelschiene 202 befindet sich in dem Sammelschienenkanal 248. Die Sammelschiene 202 erstreckt sich von dem Gehäuse 230 nach hinten. Beispielsweise tritt die Sammelschiene 202 durch die Öffnung 244 an der Rückseite 242 aus dem Gehäuse 230 aus.
Die Kanäle 246, 248 sind durch Wände 260 des Gehäuses 230 begrenzt. In einer beispielhaften Ausführungsform umfassen die Wände 260 des Gehäuses 230 eine Stufe 262 zwischen dem Leistungskontaktkanal 246 und dem Sammelschienenkanal 248. Die Stufe 262 positioniert die Unterseite des Leistungskontaktkanals 246 auf einer vertikalen Höhe über die Position des Sammelschienenkanals 248. Ein Abschnitt des Sammelschienenkanals 248 befindet sich unterhalb des Leistungskontaktkanals 246, wodurch ermöglicht wird, dass die Sammelschiene 202 in einer niedrigeren vertikalen Höhe positioniert wird, um die Gesamthöhe oder das Profil des Systems zu verringern. Beispielsweise kann sich die Unterseite 236 des Gehäuses 230 am Anschlussende 252 unterhalb der Unterseite 236 des Gehäuses 230 am Fügeende 250 befinden. Beispielsweise kann sich die Öffnung 244 an der Unterseite 236, die einen Abschnitt des Wannensteckverbinders 400 aufnimmt, oberhalb der Unterseite 236 des Gehäuses 230 an der Rückseite 242 befinden. Durch das Verschieben des Anschlussendes 252 nach unten kann das Gesamtprofil des Steckverbindergehäuses 230 reduziert werden (z. B. im Vergleich zur Oberseite des Chassis, auf der der Wannensteckverbinder 400 montiert ist).
Zurück zur 5: während des Zusammenbaus werden der Leistungskontakt 270 und die Sammelschiene 202 durch die Rückseite 242 in die Kammer 232 eingeführt. Der Leistungskontakt 270 befindet sich im Leistungskontaktkanal 246 am Fügeende 250 des Gehäuses 230 und die Sammelschiene 202 befindet sich im Sammelschienenkanal 248 am Anschlussende 252 des Gehäuses 230. In einer beispielhaften Ausführungsform ist der Leistungskontakt 270 vertikal ausgerichtet (z. B. parallel zur Fügerichtung), sodass die Fügekante 280 beim Zusammenfügen des Steckverbinders 200 mit dem Wannensteckverbinder 400 von oben in die Wannenstecker-Kontakte 404 (4) eingesteckt werden kann. Beispielsweise erstreckt sich der Leistungskontakt 270 entlang einer Leistungskontaktebene, die eine vertikale Ebene ist.
In der dargestellten Ausführungsform ist ein Anschlussabschnitt 207 der Sammelschiene 202 (z. B. die anfängliche Länge der Sammelschiene 202 von dem an den Leistungskontakt 270 angeschlossenen Ende) vertikal ausgerichtet. Der Anschlussabschnitt 207 der Sammelschiene tritt in vertikaler Ausrichtung aus den Gehäuse 230 heraus. In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst die Sammelschiene 202 außerdem einen verdrehten Abschnitt 208 stromabwärts des Anschlussabschnitts 207. Die Sammelschiene 202 ist durch den verdrehten Abschnitt 208 verdreht, um einen stromabwärtigen Abschnitt 209 der Sammelschiene 202 nicht parallel zum Leistungskontakt 270 auszurichten. In der dargestellten Ausführungsform ist die Sammelschiene 202 durch den verdrehten Abschnitt 208 um 90° derart verdreht, dass der stromabwärtige Abschnitt 209 senkrecht zum Anschlussabschnitt 207 ausgerichtet ist Die Sammelschiene 202 kann jedoch in alternativen Ausführungsformen um mehr oder weniger als 90° verdreht sein. Die Sammelschiene 202 (entlang des stromabwärtigen Abschnitts 209) erstreckt sich entlang einer Sammelschienenebene, die eine horizontale Ebene ist. Der verdrehte Abschnitt 208 trägt dazu bei, die Vibrationseffekte der Sammelschiene 202 an der Fügestelle mit den Wannenstecker-Kontakten 404 zu verringern. Beispielsweise sind die Vibrationseffekte der Sammelschiene 202 in derselben Richtung, in der die Sammelschiene 202 am steifsten ist, am größten. Die Vibration der Sammelschiene 202 ist daher von einer Seite zur anderen Seite am größten, da die Breite der Sammelschiene 202 entlang des stromabwärts gelegenen Abschnitts 209 eher von einer Seite zur anderen Seite als von oben nach unten verläuft. Die Vibration der Sammelschiene 202 findet somit senkrecht zur Fügerichtung mit den Wannenstecker-Kontakten 404 statt, was den Verschleiß oder das Gleiten zwischen den Wannenstecker-Kontakten und dem Leistungskontakt 270 verringert.
Die 9 stellt die Leistungskontakte 270 des Steckverbinders 200 dar, die mit den Kontaktanordnungen 402 des Wannensteckverbinders 400 gekoppelt sind. Die Sammelschienen 202 haben in der in der 9 gezeigten Ausführungsform eine andere Ausrichtung als in der in der 7 gezeigten Ausführungsform. Beispielsweise sind die Anschlussabschnitte 207 der Sammelschienen 202 horizontal ausgerichtet, was senkrecht zur vertikalen Ausrichtung der Leistungskontakte 270 ist. Die Sammelschienen 202 umfassen an den Enden der Leiter 204 Schweißlaschen 205. Die Schweißlaschen 205 sind so konfiguriert, dass sie an die Schweißpads 276 der Leistungskontakte 270 geschweißt werden können. Die Leistungskontakte 270 umfassen Kerben 288, die die Gesamthöhe der Leistungskontakte 270 verringern, aber die Sammelschienen 202 aufnehmen (um beispielsweise ein verringertes Gesamtprofil oder eine geringere Höhe des Steckverbinders 200 zu ermöglichen).
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 63/390331 [0001]

Claims

Ein Leistungskabelbaum (102), umfassend: ein Steckverbindergehäuse (230) mit einer Kammer (232), die sich zwischen einem Anschlussende (272) und einem Fügeende (274) erstreckt, das so konfiguriert ist, dass es mit einem Wannensteckverbinder (400) des Leistungskabelbaums zusammengefügt wird, wobei das Steckverbindergehäuse eine Bohrung umfasst, die am Fügeende durch das Gehäuse verläuft; einen Leistungskontakt (270), der in der Kammer aufgenommen ist, wobei der Leistungskontakt einen Fügeabschnitt an dem Fügeende des Steckverbindergehäuses aufweist, wobei der Fügeabschnitt eine trennbare Fügestelle umfasst, die so konfiguriert ist, dass sie in eine Wannenstecker-Kontaktanordnung (406) von Wannenstecker-Kontakten (404) des Wannensteckverbinders eingesteckt wird, wenn das Fügeende mit dem Wannensteckverbinder zusammengefügt wird, wobei der Leistungskontakt einen Anschlussabschnitt am Anschlussende des Steckverbindergehäuses umfasst, wobei der Anschlussabschnitt ein Schweißpad (276) umfasst; eine Sammelschiene (202), die sich am Anschlussende von der Kammer erstreckt, wobei die Sammelschiene am Anschlussabschnitt des Leistungskontakts mit dem Schweißpad verschweißt ist; und einen Gewindebolzen (300), der in der Bohrung aufgenommen ist und durch das Steckverbindergehäuse verläuft, wobei der Gewindesteckverbinder so konfiguriert ist, dass er mit einem Gewindesteckverbinder des Wannensteckverbinders verschraubbar gekoppelt ist, um das Steckverbindergehäuse am Wannensteckverbinder zu sichern.
Der Leistungskabelbaum (102) nach Anspruch 1, wobei die Sammelschiene (202) einen verdrehten Abschnitt umfasst, um die Sammelschiene nicht parallel zum Leistungskontakt (270) auszurichten.
Der Leistungskabelbaum (102) nach Anspruch 1, wobei der Leistungskontakt (270) planar ist und sich entlang der Leistungskontaktebene erstreckt, wobei die Sammelschiene (202) einen inneren Abschnitt und einen äußeren Abschnitt umfasst, wobei sich der innere Abschnitt in der Kammer (232) befindet und am Anschlussabschnitt des Leistungskontakts mit dem Schweißpad (276) verschweißt ist, wobei sich der äußere Abschnitt vom Anschlussende (272) des Steckverbindergehäuses (230) erstreckt, wobei sich der äußere Abschnitt entlang einer Sammelschienenebene erstreckt, wobei die Sammelschienenebene nicht parallel zur Leistungskontaktebene ausgerichtet ist.
Der Leistungskabelbaum (102) nach Anspruch 1, wobei die Sammelschiene (202) eine Sammelschienendichtung (212) umfasst, die dichtend zwischen der Sammelschiene und dem Steckverbindergehäuse (230) gekoppelt ist.
Der Leistungskabelbaum (102) nach Anspruch 1, wobei die Sammelschiene (202) eine mit der Sammelschiene gekoppelte Sammelschienenhülse (214) umfasst, wobei die Sammelschienenhülse entfernbar mit dem Steckverbindergehäuse (230) gekoppelt ist, um die Sammelschiene an dem Steckverbindergehäuse zu sichern.
Der Leistungskabelbaum (102) nach Anspruch 1, wobei sich der Leistungskontakt (270) entlang einer Leistungskontakt-Mittellinie (294) erstreckt, wobei die Sammelschiene (202) eine Sammelschienen-Mittellinie (224) aufweist, die relativ zur Leistungskontakt-Mittellinie versetzt ist.
Der Leistungskabelbaum (102) nach Anspruch 1, wobei die Sammelschiene (202) eine Kerbe (208) aufweist, die unterhalb des Leistungskontakts (270) versetzt ist.
Der Leistungskabelbaum (102) nach Anspruch 1, wobei die Kammer (232) einen Leistungskontaktkanal (246) zur Aufnahme des Leistungskontakts (270) und einen Sammelschienenkanal (248) zur Aufnahme der Sammelschiene (202) umfasst, wobei das Steckverbindergehäuse (230) eine Stufe zwischen dem Leistungskontaktkanal und dem Sammelschienenkanal aufweist, sodass sich ein Abschnitt des Sammelschienenkanals unterhalb des Leistungskontaktkanals befindet.
Der Leistungskabelbaum (102) nach Anspruch 1, wobei das Leistungsgehäuse eine Oberseite (234) und eine Unterseite (236) umfasst, wobei das Leistungsgehäuse eine Öffnung (244) an der Unterseite umfasst, die so konfiguriert ist, dass sie einen Abschnitt des Wannensteckverbinders (400) durch die Öffnung aufnimmt, wobei sich das Steckverbindergehäuse (230) am Anschlussende (272) unterhalb der Öffnung befindet.
Leistungskabelbaum (102) nach Anspruch 1, wobei der Gewindebolzen (300) eine Bolzendichtung umfasst, die so konfiguriert ist, dass sie zwischen dem Gewindebolzen und dem Steckverbindergehäuse (230) abgedichtet ist.
Der Leistungskabelbaum (102) nach Anspruch 1, wobei die Sammelschiene (202) ein Flachkabel ist, dessen Breite mindestens das Zehnfache der Dicke des Flachkabels beträgt.