DE112018006954T5

DE112018006954T5 - Federbetätigter elektrischer Steckverbinder für Hochleistungsanwendungen

Info

Publication number: DE112018006954T5
Application number: DE112018006954.0T
Authority: DE
Inventors: Slobodan Pavlovic; Mohamad Zeidan
Original assignee: Inventive Consulting LLC
Current assignee: Royal Precision Products Carol Stream Us LLC
Priority date: 2018-02-26
Filing date: 2018-02-26
Publication date: 2020-11-26
Also published as: US11411336B2; US20240030639A1; CN111937250A; CN115832744A; US20220190502A9; US11721924B2; US20200395700A1; KR102592165B1; MX2020008873A; WO2019164536A1; CH716093B1; JP2021515378A; US20220376421A1; KR20200135774A; JP6989715B2; CN111937250B

Abstract

Eine federbetätigte elektrische Verbinderanordnung zum elektrischen und mechanischen Verbinden einer Vorrichtung mit einer Stromquelle in Hochleistungs-Hochspannungsanwendungen ist offenbart. Die Verbinderanordnung umfasst einen ersten Steckverbinder mit einem internen Empfänger, einer Vielzahl von Seitenwänden und mindestens einem Kontaktträger. Der Kontaktträger erstreckt sich einstückig zu einer Außenfläche der Seitenwand und umfasst ein freies Ende, das sich nach innen von der Außenfläche der Seitenwand erstreckt. Ein internes Federelement ist so dimensioniert, dass es sich im Empfänger des ersten Verbinders befindet. Diese Anordnung enthält auch einen zweiten elektrisch leitenden Verbinder mit einer Aufnahme, die so dimensioniert ist, dass sie sowohl den ersten Verbinder als auch das Federelement aufnimmt, um eine verbundene Position während des Betriebs der Vorrichtung zu definieren. In der verbundenen Position übt mindestens ein Federarm des Federelements eine nach außen gerichtete Kraft auf den Kontaktträger des ersten Verbinders aus, um den Kontaktträger nach außen zu verschieben und in Eingriff mit dem zweiten Verbinder zu bringen.

Description

GEBIET DER OFFENBARUNG
Die vorliegende Offenbarung betrifft elektrische Steckverbinder und insbesondere elektrische Hochspannungs- und/oder Hochleistungsverbinder mit einer federbetätigten oder elastischen internen Sicherungskomponente. Insbesondere betrifft die vorliegende Offenbarung elektrische Steckverbinderanordnungen zur Verwendung in Kraftfahrzeugen, einschließlich Personen- und Nutzfahrzeugen, und/oder in anderen Hochleistungs- und/oder Hochspannungsanwendungen.
HINTERGRUND
In den letzten Jahrzehnten wurde die Menge an Elektronik in Kraftfahrzeugen und anderen Straßen- und Geländefahrzeugen wie Pick-up-Trucks, Nutzfahrzeugen, Sattelzugmaschinen, Motorrädern, Geländefahrzeugen und Sport Utility Vehicles (gemeinsam „Kraftfahrzeuge“). Elektronik wird verwendet, um die Leistung zu verbessern, Emissionen zu kontrollieren und den Insassen und Benutzern der Kraftfahrzeuge Komfort zu bieten. Kraftfahrzeuge sind aufgrund von Vibrationen, Hitze und Langlebigkeit eine Herausforderung für elektrische Umgebungen. Hitze, Vibration und Alterung können zum Ausfall des Steckverbinders führen. Tatsächlich sind lose Steckverbinder sowohl im Montagewerk als auch vor Ort einer der größten Fehlermodi für Kraftfahrzeuge. In Anbetracht der Tatsache, dass nur die jährliche Gesamtgarantie aller Automobilhersteller und ihrer direkten Zulieferer weltweit auf 50 bis 150 Milliarden US-Dollar geschätzt wird, ist ein großer Ausfallmodus im Automobilbereich mit einem hohen Dollarbetrag verbunden.
Es wurde viel Zeit, Geld und Energie aufgewendet, um Steckverbinderlösungen zu finden, die alle Anforderungen des Kraftfahrzeugmarktes erfüllen. Die derzeit übliche Praxis besteht darin, an allen Hochleistungsverbindungen eine Öse und einen Gewindeverschluss zu verwenden. Die derzeit übliche Praxis kann teuer, zeitaufwändig und fehleranfällig sein.
Eine geeignetere, robustere Steckverbinderlösung muss unempfindlich gegen Vibrationen und Hitze sein. Um eine robuste Lösung zu schaffen, haben viele Unternehmen Varianten von federbelasteten Steckverbindern entwickelt, die über eine Funktion verfügen, die den Steckverbinder an Ort und Stelle hält. Solche federbetätigten Steckverbinder weisen typischerweise Anzeichen dafür auf, dass sie vollständig eingesetzt sind. Manchmal besteht das federbetätigte Merkmal des Steckverbinders aus Kunststoff. In anderen Fällen ist das federbetätigte Merkmal des Steckverbinders aus Federstahl gefertigt. Obwohl der aktuelle Stand der Technik eine Verbesserung gegenüber Steckverbindern mit Öse und Gewindeanschluss darstellt, gibt es leider immer noch viel zu viele Fehler.
Ein Grund dafür, dass federbetätigte Steckverbinder bei Kraftfahrzeuganwendungen immer noch ausfallen, liegt darin, dass sich das Federelement am Umfang des Steckverbinders befindet. Durch Platzieren der Federlasche an der Außenfläche des Steckverbinders versuchten die Steckverbinderhersteller, der Person, die das Teil zusammenbaut, den Eingriff zu verdeutlichen. Leider machen die erhöhten Temperaturen einer Automobilumgebung sowohl für Kunststoff als auch für Metall eine periphere Feder störungsanfällig. Der Motorraum des Kraftfahrzeugs kann häufig Temperaturen nahe 100°C erreichen, wobei einzelne Komponenten eines Kraftfahrzeugmotors 180°C erreichen oder überschreiten. Bei 100°C beginnen die meisten Kunststoffe zu plastifizieren, wodurch die Rückhaltekraft des peripheren federbetätigten Merkmals verringert wird. Bei 100°C verringert die Wärmeausdehnung des Federstahls die Rückhaltekraft eines peripheren federbetätigten Steckverbinders um einen kleinen Betrag. Wichtiger in Bezug auf federbetätigte Merkmale, die aus Federstahl hergestellt sind, ist der Effekt des Residual-Materialgedächtnisses, das dem Federstahl innewohnt, wenn der Federstahl thermische Zyklen durchläuft. Nach vielen Temperaturzyklen kehrt der Federstahl in seine ursprüngliche Form zurück, wodurch seine Rückhaltekraft verringert wird und Vibrationen auftreten, die die Leistung herkömmlicher Steckverbinder erheblich beeinträchtigen. Der Kraftfahrzeugmarkt benötigt einen Steckverbinder, der kostengünstig, vibrationsfest, temperaturbeständig und robust ist.
Es besteht eindeutig eine Marktnachfrage nach einem mechanisch einfachen, leichten, kostengünstigen, vibrationsfesten, temperaturbeständigen und robusten elektrischen Steckverbinder. Das Problem ist, dass alle diese Entwurfskriterien im aktuellen Stand der Technik widersprüchlich sein können. Einige des Standes der Technik haben versucht, das Problem unter Verwendung eines peripheren federbetätigten Rückhaltemerkmals zu lösen. Beispielsweise lehrt das US-Patent Nr. 8,998,655 von den genannten Erfindern Glick et al. mit dem Titel „Elektrischer Anschluss" (,Glick '655") einen elektrischen Anschluss, bei dem das Kontaktelement eine im Wesentlichen Polyederstruktur mit Kontaktträgern ist. Eine Federstruktur außerhalb der Kontaktträger übt eine Kraft auf die Kontaktträger aus. Diese Anordnung ist so ausgelegt, dass eine positive Verbindung der Kontaktträger mit einem im Wesentlichen runden oder quadratischen Anschlussstift erzwungen wird. Das US-Patent Nr. 8,992,270 der genannten Erfinder Glick et al. mit dem Titel „Elektrischer Anschluss" („Glick '270") lehrt eine Variation des Glick '655-Patents.
US-Patent Nr. 8,475,220 von den genannten Erfindern Glick et al. mit dem Titel „Elektrischer Anschluss" („Glick '220") lehrt einen elektrischen Steckverbinder, der so ausgebildet ist, dass er mindestens ein Paar gegenüberliegender Kontaktbeine aufweist, die sich von einem Körperteil aus erstrecken, wobei sich jedes Bein zu einem Kontaktpunkt erstreckt, an dem es die innere Oberfläche des gegenüberliegenden Beinkontakts berührt. Ein Federbügel kann über einem oder mehreren der gegenüberliegenden Beine positioniert werden, um eine Druckkraft zu erhöhen. Der Federbügel kann eine Ausrichtungsfunktion enthalten, um zu verhindern, dass sich der Bügel dreht und/oder neigt. Glick '220 ist so konzipiert, dass ein weitgehend flaches oder planares Anschlusselement erhalten bleibt. Das US-Patent Nr. 8,366,497 der genannten Erfinder Glick et al. mit dem Titel „Elektrischer Anschluss" („Glick '497") lehrt eine Variation von Glick '220. Alle Glick-Patente haben das gleiche Problem: Wiederholte Wärmezyklen entspannen den Federstahl und verringern die Gesamtrückhaltekraft. Die Verringerung der federbetätigten Haltekraft macht den Steckverbinder anfälliger dafür, sich durch Wackeln aufgrund von Vibrationen zu lockern. Intermittierende Verbindungen sind ebenfalls ein häufiger Fehlermodus. Eine federbetätigte Steckverbinderanordnung, die Hochleistungs- und Hochspannungsbetriebsbedingungen standhält, stellt eine Verbesserung des Standes der Technik dar.
Die im Hintergrundabschnitt bereitgestellte Beschreibung sollte nicht als Stand der Technik angesehen werden, nur weil sie im Hintergrundabschnitt erwähnt oder damit verbunden ist. Der Hintergrundabschnitt kann Informationen enthalten, die einen oder mehrere Aspekte der betreffenden Technologie beschreiben.
KURZFASSUNG
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung einen zweiten Steckverbinder und einen ersten Steckverbinder. Der erste Steckverbinder passt in den zweiten Steckverbinder, wenn eine elektrische Verbindung hergestellt wird. Die vorliegende Offenbarung betrifft die Verwendung eines Federaktuators und/oder eines Federelements innerhalb des ersten Steckverbinders, um Kontaktträger nach außen und in elektrischen Kontakt mit dem zweiten Steckverbinder zu drücken. Die vorliegende Offenbarung verbessert den Stand der Technik, da das zweite Steckverbinderelement ein metallisches Rohrelement ist, in das der erste Steckverbinder eingeführt wird. Der erste Steckverbinder hat ein Kontaktelement mit mehreren Kontaktträgern. Ein Federelement ist im Kontaktelement verschachtelt. Das Federelement übt eine nach außen gerichtete Kraft auf die Kontaktträger aus, wodurch eine positive Verbindungs- und Rückhaltekraft erzeugt wird. Im Gegensatz zum Stand der Technik werden das Materialgedächtnis und die Wärmeausdehnung die Rückhaltekraft und den elektrischen Kontakt des hier beschriebenen elektrischen Steckverbinders erhöhen, nicht verringern.
Der zweite Steckverbinder hat ein metallisches Rohrelement, das eine Innenfläche, eine Außenfläche und ein definiertes Querschnittsprofil aufweist. Das metallische rohrförmige Element ist aus einem Blech aus hochleitfähigem Kupfer hergestellt. Das hochleitfähige Kupfer kann C151 oder C110 sein. Eine Seite des Blechs aus hochleitfähigem Kupfer kann mit Silber, Zinn oder Top-Zinn vorbeschichtet werden, so dass die Innenfläche des metallischen Rohrelements beschichtet wird.
Der erste Steckverbinder hat ein Kontaktelement und ein Federelement. Das Kontaktelement weist eine Vielzahl von Kontaktträgern auf. In den bevorzugten Ausführungsformen werden mindestens vier Kontaktträger benötigt, so dass eine auf die Innenfläche des metallischen Rohrelements ausgeübte Kraft symmetrisch ist. Vier Träger können in Schritten von 90° platziert werden, was bedeutet, dass jedem Träger einen innerhalb des metallischen Rohrelements direkt gegenüberliegenden Träger und zwei orthogonal zu jedem Element innerhalb des metallischen Rohrelements liegende Träger hat. Jeder Kontaktträger hat eine Dicke, ein Ende mit gebogenem Abschluss und eine ebene Oberfläche mit einer Länge und einer Breite. Der Kontaktträger ist am distalen Ende vom gebogenen Abschluss mit einer Kontaktbasis verbunden. In den dargestellten Ausführungsformen weist das Kontaktelement eine gerade Anzahl von Trägern auf, die symmetrisch sind und einen gleichmäßigen Abstand aufweisen. Der Basisquerschnitt des Kontaktelements kann rund, quadratisch, dreieckig oder polygonal sein. Die dargestellten Ausführungsformen zeigen Kontaktelemente mit quadratischen und hexagonalen Querschnittsprofilen. Die dargestellten Ausführungsformen zeigen Kontaktelemente mit vier und sechs Trägern.
Ein Federelement ist im ersten Anschluss verschachtelt. Das Federelement hat Federarme und eine Basis. Die Federarme sind an einem Ende mit der Basis verbunden. Die Federarme haben ein gebogenes Ende, eine Dicke und eine ebene Oberfläche mit einer Länge und Breite. In den dargestellten Ausführungsformen hat das Federelement die gleiche Anzahl von Federarmen, wie das Kontaktelement Kontaktträger aufweist. In der dargestellten Ausführungsform können die Federarme eins zu eins mit den Kontaktträgern abgebildet werden. Die Federarme sind so dimensioniert, dass das gebogene Ende des zugehörigen Kontaktträgers die ebene Fläche des Federarms berührt. Die Federarme der dargestellten Ausführungsformen sind gerade, symmetrisch und gleichmäßig beabstandet.
Der erste Steckverbinder oder das Kontaktelement passt so in das metallische Rohrelement oder den zweiten Steckverbinder, dass die Kontaktträger die Innenfläche des metallischen Rohrelements berühren. Die Federarme zwingen die Kontaktträger in eine elektrische Verbindung mit dem metallischen Rohrelement. Das gebogene Ende des Kontaktarms trifft auf die ebene Oberfläche des Federarms und zwingt den Kontaktträger, einen großen stumpfen Winkel in Bezug auf die Kontaktelementbasis zu bilden. In den dargestellten Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung hat das metallische Rohrelement, obwohl es nicht erforderlich ist, einen symmetrischen Querschnitt. Ein wichtiges Konstruktionskriterium besteht darin, dass die auf jeden Träger ausgeübte Nachgiebigkeit (umgekehrt der Steifheit), die jeden Träger in Kontakt mit der Innenfläche des metallischen Rohrelements zwingt, durch die Nachgiebigkeit aller anderen Kontaktträger- und Federarmpaare ausgeglichen wird derart, dass der erste Steckverbinder durch die von den Träger/Federarm-Paaren ausgeübte Kraft innerhalb des metallischen Rohrelements zentriert gehalten wird.
Der zweite Steckverbinder und der erste Steckverbinder können beide von einer nicht leitenden Abdeckung umgeben sein. Für den zweiten Steckverbinder liegt nur die Innenfläche des metallischen Rohrelements frei. Für den ersten Steckverbinder dürfen nur die Kontaktträger freigelegt werden. Der zweite Anschluss kann an eine Sammelschiene oder einen anderen Stromkreis angeschlossen werden. Beispielsweise kann in einer Lichtmaschinenanwendung das metallische Rohrelement in die LichtmaschinenSammelschiene integriert sein. Die nicht leitende Kunststoffabdeckung würde die Außenseite des metallischen Rohrelements umwickeln, wobei die Innenfläche und die Sammelschiene freigelegt würden. Typischerweise befindet sich bei einer solchen Anwendung die Sammelschiene der Lichtmaschine im Inneren des Lichtmaschinengehäuses.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst eine federbetätigte elektrische Steckverbinderanordnung zur Verwendung in einer Hochleistungs-Hochspannungsanwendung, die die Steckverbinderanordnung erhöhten Temperaturen und thermischen Zyklen aussetzt, die Steckverbinderanordnung mit einem ersten elektrisch leitenden Steckverbinder, der aus einem ersten Material gebildet ist. Ferner weist der erste Steckverbinder eine Seitenwandanordnung auf, die einen internen Empfänger definiert, der sich von einem offenen ersten Ende zu einem zweiten Ende erstreckt und eine Vielzahl von Seitenwänden umfasst, wobei eine Seitenwand eine Öffnung und einen Kontaktträger aufweist, die sich über eine Ausdehnung der Öffnung erstrecken. Ferner erstreckt sich der Kontaktträger einstückig von einem ersten Abschnitt der Seitenwand in einem nach außen gerichteten Winkel zu einer Außenfläche der Seitenwand und umfasst ein freies Ende, das sich nach innen von der Außenfläche der Seitenwand erstreckt, ohne einen zweiten Teil der Seitenwand einzugreifen. Ebenfalls gemäß diesem Aspekt wird ein inneres Federelement aus einem zweiten Material gebildet und so dimensioniert, dass es sich in der Aufnahme des ersten Steckverbinders befindet, wobei das Federelement eine Basis und mindestens einen Federarm aufweist, der sich von der Basis aus erstreckt, und wobei eine Außenfläche des Federarms und eine Außenfläche der Basis koplanar sind. Diese Anordnung umfasst auch einen zweiten elektrisch leitenden Steckverbinder mit einer Aufnahme, die so dimensioniert ist, dass sie sowohl den ersten Steckverbinder als auch das Federelement aufnimmt, das sich in der Aufnahme des ersten Steckverbinders befindet, um eine verbundene Position zu definieren, die den erhöhten Temperaturen und Wärmezyklen standhält, die sich aus der Hochleistungs- und Hochspannungsanwendung ergeben, und wobei in der verbundenen Position der Federarm des Federelements eine nach außen gerichtete Kraft auf den Kontaktträger des ersten Steckverbinders ausübt, um den Kontaktträger nach außen zu verschieben und in Eingriff mit einer Innenfläche der Aufnahme des zweiten Steckverbinders zu bringen, um den ersten und den zweiten Steckverbinder in der verbundenen Position zu halten.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst eine federbetätigte elektrische Steckverbinderanordnung zur Verwendung in einer Hochleistungs-Hochspannungsanwendung, die die Steckverbinderanordnung erhöhten Temperaturen und thermischen Zyklen aussetzt, die Steckverbinderanordnung mit einem ersten elektrisch leitenden Steckverbinder, der aus einem ersten Material gebildet ist, wobei der erste Steckverbinder eine Seitenwandanordnung aufweist, die einen internen Empfänger definiert, der sich von einem offenen ersten Ende zu einem zweiten Ende des ersten Steckverbinders erstreckt, wobei die Seitenwandanordnung eine Vielzahl von Seitenwänden umfasst, wobei eine Seitenwand eine Öffnung und einen Kontaktträger aufweist, die sich über eine Ausdehnung der Öffnung erstrecken, wobei sich der Kontaktträger einstückig von einem ersten Abschnitt der Seitenwand in einem nach außen gerichteten Winkel zu einer Außenfläche der Seitenwand erstreckt, und wobei der Kontaktträger ein freies Ende aufweist, das sich nach innen von der Außenfläche der Seitenwand erstreckt. Ferner wird gemäß diesem Aspekt ein inneres Federelement aus einem zweiten Material gebildet, wobei das Federelement eine Seitenwandanordnung aufweist, die aus einer Vielzahl von Seitenwänden besteht, wobei eine Seitenwand einen länglichen Federarm umfasst, der sich von einem Ende der Seitenwand erstreckt, und wobei eine Außenfläche der Seitenwand und eine Außenfläche des Federarms in derselben Ebene liegen. Wenn ferner das Federelement in die Aufnahme des ersten Steckverbinders eingeführt wird, übt der Federarm des Federelements eine nach außen gerichtete Kraft auf den Kontaktträger des ersten Steckverbinders aus, um den Kontaktträger nach außen zu verschieben.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst eine federbetätigte elektrische Steckverbinderanordnung zur Verwendung zum elektrischen und mechanischen Sichern einer elektrischen Komponente während einer Hochleistungs-Hochspannungsanwendung die Steckverbinderanordnung mit einem ersten Steckverbinder, der aus einem ersten leitenden Material gebildet ist, wobei der erste Steckverbinder eine Seitenwandanordnung aufweist, die einen internen Empfänger definiert, der sich von einem offenen ersten Ende zu einem zweiten Ende erstreckt, und die Seitenwandanordnung eine Vielzahl von Seitenwänden umfasst, wobei eine Seitenwand eine längliche Öffnung und einen Kontaktträger umfasst, der sich über eine Ausdehnung der Öffnung erstreckt, wobei sich der Kontaktträger einstückig von einem ersten Abschnitt der Seitenwand in einem nach außen gerichteten Winkel zu einer Außenfläche der Seitenwand erstreckt, und wobei der Kontaktträger ein freies Ende aufweist. Ferner wird gemäß diesem Aspekt ein inneres Federelement aus einem zweiten Material gebildet und so dimensioniert, dass es sich in der Aufnahme des ersten Steckverbinders befindet, wobei das Federelement eine Basis und mindestens einen Federarm hat, der sich von der Basis aus erstreckt. Die Steckverbinderanordnung umfasst auch einen zweiten Steckverbinder mit einer Aufnahme, die so bemessen ist, dass sie sowohl mit dem ersten Steckverbinder als auch mit dem Federelement gekoppelt ist, während sich das Federelement in der Aufnahme des ersten Steckverbinders befindet, um eine verbundene Position für den Betrieb der elektrischen Komponente während der Hochleistungs-/Hochspannungsanwendung zu definieren, und wobei, um den ersten und den zweiten Steckverbinder während eines längeren Betriebs der elektrischen Komponente in der verbundenen Position zu halten, der Federarm des Federelements eine nach außen gerichtete Kraft auf den Kontaktträger des ersten Steckverbinders ausübt, um den Kontaktträger nach außen in Eingriff mit einer Innenfläche der Aufnahme des zweiten Steckverbinders zu bringen.
Andere Aspekte und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden unter Berücksichtigung der folgenden detaillierten Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen ersichtlich, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Strukturen in der gesamten Beschreibung bezeichnen.
Figurenliste
Die beigefügten Zeichnungen, die zum besseren Verständnis beigefügt sind und in diese Beschreibung aufgenommen sind und einen Teil davon bilden, veranschaulichen offenbarte Ausführungsformen und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der offenbarten Ausführungsformen zu erläutern. In den Zeichnungen:

1 ist eine isometrische Ansicht eines zweiten Steckverbinders, die eine nichtleitende Kunststoffabdeckung und ein metallisches Rohrelement zeigt;
2 ist eine Draufsicht auf den zweiten Steckverbinder;
3 ist eine isometrische Ansicht eines ersten Steckverbinders, die ein darin positioniertes Federelement zeigt;
4 ist eine isometrische Ansicht des ersten Steckverbinders, der ungefähr 90° von 3 gedreht ist, und zeigt das Federelement, das in dem ersten Steckverbinder positioniert ist;
5 ist eine explodierte Isometrie des ersten Steckverbinders und eines Federelements;
6 ist eine seitliche Schnittansicht des ersten Steckverbinders und des Federelements;
7 ist eine Seitenansicht des ersten Steckverbinders und des Federelements;
8 ist eine Endansicht des ersten Steckverbinders und des Federelements;
9 ist eine isometrische Ansicht einer alternativen Ausführungsform des ersten Steckverbinders und des Federelements;
10 ist eine isometrische Ansicht einer alternativen Ausführungsform des ersten Steckverbinders und des Federelements, die ungefähr 90° von 9 gedreht sind;
11 ist eine Explosionsisometrie der alternativen Ausführungsform des ersten Steckverbinders und des Federelements;
12 ist eine seitliche Schnittansicht der alternativen Ausführungsform des ersten Steckverbinders und des Federelements;
13 ist eine Seitenansicht der alternativen Ausführungsform des ersten Steckverbinders und des Federelements;
14 ist eine Endansicht der alternativen Ausführungsform des ersten Steckverbinders und des Federelements;
15 ist eine isometrische Ansicht der alternativen Ausführungsform des ersten Steckverbinders und des Federelements;
16 ist eine isometrische Ansicht der alternativen Ausführungsform des zweiten Steckverbinders und der Isolierhülle, die mit dem ersten Steckverbinder verwendet werden;
17 ist eine Draufsicht auf die alternative Ausführungsform des zweiten Steckverbinders und der isolierenden Abdeckung von 16;
18 ist eine isometrische Ansicht der alternativen Ausführungsform des ersten Steckverbinders und des Federelements;
19 ist eine isometrische Ansicht einer alternativen Ausführungsform des zweiten Steckverbinders;
20 ist eine Draufsicht auf eine alternative Ausführungsform des zweiten Steckverbinders;
21 ist eine Endansicht des ersten Steckverbinders mit einer Hülle eines Innenraums des zweiten Steckverbinders, die als gepunktete Linie gezeichnet ist;
22 ist eine isolierte Seitenansicht des Federelements des ersten Steckverbinders;
23 ist eine umgekehrte Endansicht des ersten Steckverbinders;
24 ist eine umgekehrte Endansicht der ersten Verbindung, die mit dem zweiten Steckverbinder verbunden ist;
25 ist eine isometrische Ansicht einer alternativen Ausführungsform des ersten Steckverbinders und eines Federelements, das innerhalb des Steckverbinders positioniert ist;
26 ist eine isometrische Ansicht einer alternativen Ausführungsform des ersten Steckverbinders und eines Federelements, das innerhalb des Steckverbinders positioniert ist;
27 ist eine gedrehte isometrische Ansicht des ersten Steckverbinders und Federelements von 25;
28 ist eine gedrehte isometrische Ansicht des ersten Steckverbinders und Federelements von 26;
29 ist eine weggeschnittene Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform des ersten Steckverbinders und des in 25 gezeigten Federelements;
30 ist eine weggeschnittene Seitenansicht der alternativen Ausführungsform des ersten Steckverbinders und des in 29 gezeigten Federelements;
30A ist eine Querschnittsansicht des ersten Steckverbinders und des Federelements entlang der Linie 30A-30A, wie in 28 gezeigt;
30B ist eine Querschnittsansicht einer federbetätigten elektrischen Hochleistungsverbinder-Unterbaugruppe, die entlang einer Linie ähnlich der Linie 30A-30A geführt wird und den zweiten Steckverbinder von 16 und 17 enthält;
31 ist eine seitliche Explosionsansicht des ersten Steckverbinders und des Federelements von 25;
32 ist eine Explosionsansicht des ersten Steckverbinders mit einem Lichtmaschinenverbinder und einer Kappe;
33 ist eine isometrische Ansicht eines zweiten Steckverbinders für eine Lichtmaschine;
34 ist eine isometrische Ansicht der Kunststoffabdeckung des zweiten Steckverbinders für eine Lichtmaschine;
35 ist eine isometrische Ansicht des zweiten Steckverbinders;
36 ist eine isometrische Ansicht des metallischen Rohrelements;
37 ist eine Seitenansicht des zweiten Steckverbinders;
38 ist eine Endansicht des zweiten Steckverbinders;
39 ist eine isometrische Ansicht des zweiten röhrenförmigen Metallrohrelements mit einer integrierten geraden Sammelschiene;
40 ist eine isometrische Ansicht des zweiten röhrenförmigen Metallrohrelements mit einer alternativen Ausführungsform und Ausrichtung der integrierten Sammelschiene;
41 ist eine isometrische Ansicht des ersten Steckverbinders, der an dem Lichtmaschinenverbinder implementiert ist;
42 ist eine alternative isometrische Ansicht des ersten Steckverbinders, der an dem Lichtmaschinenverbinder implementiert ist;
43 ist eine isometrische Ansicht der vorliegenden Offenbarung, die auf dem Lichtmaschinenverbinder mit einer Lichtmaschine implementiert ist;
44 ist eine isometrische Ansicht der vorliegenden Offenbarung, die auf dem Lichtmaschinenverbinder in situ auf der Lichtmaschine implementiert ist;
45 ist eine isometrische Ansicht einer alternativen Ausführungsform einer Unterbaugruppe des ersten Steckverbinders und des inneren Federelements in einer Zwischenposition P_I.
46 ist eine Explosionsansicht des ersten Steckverbinders und Federelements von 45;
47 ist eine Querschnittsansicht des ersten Steckverbinders und des Federelements entlang der in 45 gezeigten Linie 47-47;
48 ist eine isometrische Ansicht einer Steckverbinderanordnung, wobei der erste Steckverbinder und das interne Federelement innerhalb des zweiten Steckverbinders in einer verbundenen Position, Pc, angeordnet sind;
49 ist eine Querschnittsansicht der Steckverbinderanordnung von 48 entlang der Linie 49-49 von 48; und
50 ist eine seitliche Querschnittsansicht der Steckverbinderanordnung von 48 entlang der Linie 50-50 von 48.

In einer oder mehreren Implementierungen sind möglicherweise nicht alle in jeder Figur dargestellten Komponenten erforderlich, und eine oder mehrere Implementierungen können zusätzliche Komponenten enthalten, die in einer Figur nicht gezeigt sind. Änderungen in der Anordnung und Art der Komponenten können vorgenommen werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Zusätzliche Komponenten, unterschiedliche Komponenten oder weniger Komponenten können innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung verwendet werden.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die nachstehende detaillierte Beschreibung ist als Beschreibung verschiedener Implementierungen gedacht und soll nicht die einzigen Implementierungen darstellen, in denen die betreffende Technologie praktiziert werden kann. Wie der Fachmann erkennt, können die beschriebenen Implementierungen auf verschiedene Arten modifiziert werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Darüber hinaus können die dargestellten Module und Prozesse ganz oder teilweise kombiniert und/oder in einen oder mehrere verschiedene Teile unterteilt werden, je nachdem, wie sie für bestimmte Implementierungen geeignet sind, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Dementsprechend sind die Zeichnungen und die Beschreibung als veranschaulichend und nicht einschränkend anzusehen.
Die 1 - 8 zeigen eine erste Ausführungsform einer federbetätigten elektrischen Hochleistungsverbinderanordnung 866 (siehe auch die 48), die einen ersten Steckverbinder 20, einen zweiten Steckverbinder 1 und ein Federelement 30 umfasst, das innerhalb des ersten Steckverbinders 20 positioniert ist. Die 3-4 zeigen den ersten Steckverbinder 20, der ein Kontaktelement 10 mit einer Basis 10a mit sechs Seitenwänden 18 und sechs gekrümmten Segmenten 19 zwischen jeweiligen Paaren benachbarter Seitenwände 18 enthält. Der Querschnitt des Kontaktelements 10 ist im Wesentlichen sechseckig. Das Kontaktelement 10 weist sechs Kontaktträger 11 auf, die sich von den Seitenwänden 18 erstrecken. Jeder Kontaktträger 11 hat eine im Wesentlichen ebene Oberfläche 12, die in einem krummlinigen Schulterabschnitt 14 neben einem freien Ende 13 endet. Die Enden jedes der Kontaktträger 11 distal vom krummlinigen Schulterabschnitt 14 sind mit den Seitenwänden 18 verbunden und können damit einstückig ausgebildet sein. Die Dicke und Breite der ebenen Fläche 12 bestimmen die stromführende Last jedes Kontaktträgers 11. Im Gebrauch bilden die Kontaktträger 11 mit den Seitenwänden 18 einen großen stumpfen Winkel und erstrecken sich somit relativ zu den Seitenwänden 18 nach außen.
Das Kontaktelement 10 ist aus einem integralen Teil gefertigt. Das Kontaktelement 10 besteht aus leitendem Metall, wie beispielsweise den Kupferlegierungen C151 oder C110. Der erste Steckverbinder 20 wird in die gewünschte Form geformt, gebogen und/oder gefaltet. Das Kontaktelement 10 weist zwei ebene Verbindungsplatten 16, 17 auf. Die planaren Verbindungsplatten 16, 17 haben eine Dicke sowie planare Oberflächen 15, 105. Ein Übergangsabschnitt 106 koppelt die hexagonale Basis 10a des Kontaktelements 10 mit den planaren Verbindungsplatten 16, 17.
5 zeigt ferner den ersten Steckverbinder 20, indem das Federelement 30 gezeigt ist, das aus einem internen Empfänger des Kontaktelements 10 heraus explodiert ist, wobei der interne Empfänger durch die Anordnung der Kontaktträger 11 und der Seitenwände 18 definiert ist. In den 3 und 4 ist das Federelement 30 in der inneren Aufnahme des Kontaktelements 10 angeordnet. Die Explosionsansicht zeigt ferner das Kontaktelement 10, die Kontaktträger oder -arme 11, die sechseckige Basis 10a mit Seitenwänden 18, 19 und die ebenen Verbindungsplatten 16, 17. Die ebenen Flächen 15, 105 und der Übergangsabschnitt 106 sind ebenfalls sichtbar. Das Federelement 30 weist eine Vielzahl von Federarmen 31 auf. Die Federarme 31 haben eine im Wesentlichen ebene Oberfläche 32, eine Dicke 34 und einen abgerundeten Abschlussabschnitt 33, 333. Die Federelementbasis 10a ist im Wesentlichen sechseckig mit sechs flachen Seitenwänden 38 und sechs gebogenen Abschnitten 39. Das Federelement 30 kann aus einer Feder-Stahl, Edelstahl und/oder einem anderen geeigneten Material hergestellt sein. Das Federelement 30 wird vorzugsweise aus einem Material hergestellt, das einen höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist als das Material, aus dem das Kontaktelement 10 hergestellt ist. Die Federarme 31 des Federelements 30 bilden mit den Seitenwänden 38 des Federelements einen großen stumpfen Winkel und erstrecken sich somit relativ zu den Seitenwänden 38 nach außen.
Das Federelement 30 ist so bemessen, dass es in den internen Empfänger des Kontaktelements 10 einführbar ist, wobei die Federarme 31 des Federelements 30 die innere ebene Fläche 122 der Kontaktträger 11 des Kontaktelements 10 berühren. Die innere ebene Fläche der Oberfläche 122 der Kontaktträger 11 liegt gegenüber der planaren Außenfläche 12 der Kontaktträger 11. Der abgerundete Schulterabschnitt 14 des Kontaktelements 10 ermöglicht das Zusammendrücken des ersten Steckverbinders 20, wenn er in den zweiten Steckverbinder 1 eingeführt wird. Die Federarme 31 stellen eine nach außen gerichtete Vorspannkraft gegen die Innenfläche 122 der Kontaktträger 11 bereit. In der Praxis kann es wünschenswert sein, in beispielhaften Ausführungsformen mindestens vier (4) Kontaktträger 11 zu verwenden.
6-7 zeigen einen seitlichen Ausschnitt (6) und eine seitliche Ansicht (7). Die Beziehung der planaren Verbindungsplatten 16, 17 zu den Kontaktträgern 11 und dem abgerundeten Schulterabschnitt 14 ist dargestellt. Das Federelement 30, die Federarme 31, die flache ebene Fläche 32 und die flache Seitenwand 38 sind in dem Ausschnitt gezeigt. Die Beziehung der sechs Seitenwände 18 der sechseckigen Basis 10a zu den ebenen Flächen 12 der Kontaktträger 11 ist gezeigt.
8 zeigt eine Endansicht des Federelements 30, das in einem internen Empfänger des Kontaktelements 10 angeordnet ist. Die krummlinigen Schulterabschnitte 333, 33 jedes der Federarme 31 drücken die abgerundeten Schulterabschnitte 14 jedes der Kontaktträger 11 relativ zum Inneren des Kontaktelements 10 nach außen.
9 - 10 zeigen eine alternative Ausführungsform des federbetätigten elektrischen Hochleistungsverbinders 100. Der erste Steckverbinder 70 umfasst ein Kontaktelement 60 mit einer Kontaktelementbasis 60a mit sechs Seitenwänden 68 mit dazwischen angeordneten abgerundeten Abschnitten 69. Die Kontaktelementbasis 60a kann im Wesentlichen hexagonal sein. Das Kontaktelement 60 hat sechs Kontaktträger 61. Jeder Kontaktträger 61 hat eine im Wesentlichen ebene Oberfläche 62, die in einem abgerundeten Abschlussabschnitt 63 endet.
Die Dicke 64 und die Oberfläche der planaren Oberflächen 62 der Kontaktträger 61 bestimmen die stromführende Last jedes Kontaktträgers 61. Die Kontaktträger 61 bilden mit den Seitenwänden 68 einen großen stumpfen Winkel. In dieser Ausführungsform wurden die Kontaktträger 61 relativ zu den Verbindungsplatten 66, 67 umgekehrt. Ferner verbinden sich die Seitenwände 68 mit den Kontaktträgern 61 an einem ersten Ende davon und ein zusätzlicher flacher Abschnitt 168 der Basis 60a ist proximal zu den abgerundeten Abschlussabschnitten 63 der Kontaktträger angeordnet. Die abgerundeten Abschlussabschnitte 63 erstrecken sich von den Seitenwänden 68 des Kontaktelements nach außen und über die Ebene der zusätzlichen flachen Abschnitte 168 hinaus.
Das Kontaktelement 60 kann aus einem einzigen integralen Teil gebildet sein. Das Kontaktelement 60 besteht aus leitendem Metall, wie beispielsweise den Kupferlegierungen C151 oder C110. Das Kontaktelement 60 wird geformt, gebogen und in die gewünschte Form gefaltet. Das Kontaktelement 10 weist zwei ebene Verbindungsplatten 66, 67 auf. Die planaren Verbindungsplatten 66, 67 haben eine Dicke und die erste und zweite planare Oberfläche 65, 155. Die planare Verbindungsplatte 66 ist mit den flachen Abschnitten 168 des Kontaktelements 60 durch einen Übergangsabschnitt 156 mit einer Dicke 171 verbunden. 11 veranschaulicht ferner den ersten Steckverbinder 70 der vorliegenden Offenbarung, indem gezeigt wird, dass das Federelement 80 aus dem Kontaktelement 60 heraus explodiert ist. In dem Kontaktelement 60 sind noch die Kontaktträger 61, die zusätzlichen flachen Abschnitte 168 und die planaren Verbindungsplatten 66, 67 sichtbar. Der Spalt 200, der durch Bilden des Kontaktelements 60 aus einem einzelnen Stück Kupfer verursacht wird, ist auch in dieser Ausrichtung sichtbar. Das Federelement 80 weist eine Vielzahl von Federarmen 81 auf.
Die Federarme 81 haben eine im Wesentlichen ebene Oberfläche 82 und einen abgerundeten Abschlussabschnitt 83. Die Federelementbasis ist im Wesentlichen sechseckig mit sechs flachen Seiten 88 und fünf abgerundeten Abschnitten 89. Das Federelement 80 ist aus Federstahl, Edelstahl und/oder einem anderen geeigneten Material mit hoher Steifheit hergestellt. Die Federarme 81 des Federelements 80 bilden mit den Seitenwänden 88 des Federelements 80 einen großen stumpfen Winkel.
Das Federelement 80 ist so dimensioniert, dass es in einen internen Empfänger eingesetzt werden kann, der durch das Kontaktelement 60 definiert ist. Die Federarme 81 berühren die ebenen Oberflächen 222 der Kontaktträger 61. Der abgerundete Abschlussabschnitt 63 jedes der Kontaktträger 61 ermöglicht, dass der erste Steckverbinder 70 zusammengedrückt wird, wenn er in den zweiten Steckverbinder 1 eingeführt wird. Die Federarme 81 sorgen für eine gleichmäßige Haltekraft gegen die Innenfläche 222 der Kontaktträger 61, wodurch die Kontaktträger 61 mechanisch und elektrisch mit dem zweiten Steckverbinder 1 in Eingriff gebracht werden.
12 - 13 zeigen einen seitlichen Ausschnitt (8) und eine seitliche Ansicht (9). Die Beziehung der planaren Verbindungsplatten 66, 67 zu den Kontaktträgern 61 ist dargestellt.
Die Federarme 81 und die abgerundeten Abschlussabschnitte 83 davon sind in dem Ausschnitt gezeigt. Die Beziehung der sechs Seiten 68 der hexagonalen Basis 60a zu den ebenen Flächen 62 der jeweiligen Kontaktträger 61 ist gezeigt. Der erste Steckverbinder 70 hat im Allgemeinen eine Länge 76 und eine Breite 71. Ein Verhältnis von Länge 76 zu Breite 71 ist das Seitenverhältnis des ersten Steckverbinders 70. 14 zeigt eine Endansicht des Federelements 80 innerhalb des Kontaktelements 60. Der untere abgerundete Abschluss 242 des Federelements 80 ist sichtbar.
1-2 zeigen den zweiten Steckverbinder 1 der vorliegenden Offenbarung. Der zweite Steckverbinderabschnitt 1 der vorliegenden Offenbarung umfasst eine zylindrische Kunststoffabdeckung 5 und einen zylindrisch geprägten Metallanschluss 6, 7, 8, 9, 102, 103, 104. Die Kunststoffabdeckung 5 ist ein Zylinder mit einer Außenfläche 2, einer Innenseite Oberfläche 8, einer Oberkante 3 und einer Verjüngung 4, die die innere zylindrische Oberfläche 8 und die Oberkante 3 verbindet. Die Kunststoffabdeckung 5 kann aus Hochtemperaturpolymeren wie Hochtemperaturpolyamid (z. B. Nylon 66) und/oder einem anderen geeigneten Isoliermaterial hergestellt sein. Der zweite Steckverbinder 1 hat eine äußere zylindrische Oberfläche 104, eine innere zylindrische Oberfläche 9, eine obere Kante 6, eine Verjüngung 7, die die obere Kante 6 und die innere zylindrische Oberfläche 9 verbindet, und zwei Leisten 102, 103.
Der erste Steckverbinder 20, 70 passt in den zweiten Steckverbinderabschnitt 1. Bei erhöhten Temperaturen neigen das Kontaktelement 10, 60 und das Federelement 30, 80 dazu, sich aufgrund des Metallgedächtnisses und der Wärmeausdehnung nach außen auszudehnen. Dies kann die nach außen gerichtete Vorspannfederkraft erhöhen, die von den Federarmen 31, 81 auf die Kontaktträger 11, 61 ausgeübt wird. Dies erhöht wiederum die Kontaktkraft zwischen den Kontaktträgern 11, 61 und der inneren zylindrischen Oberfläche 9 des zweiten Steckverbinderabschnitts 1. Infolgedessen erhöhen die erhöhten Temperaturen, die in einem Motorraum eines Kraftfahrzeugs vorhanden sind, die Kontaktkraft der Steckverbinderanordnung 866 eher als sie zu verringern.
21-24 veranschaulichen die Wechselwirkung des ersten Steckverbinders 70 und des zweiten Steckverbinders 1. Der Innendurchmesser 90 der inneren zylindrischen Oberfläche 9 des zweiten Steckverbinders 1 berührt das Kontaktelement 60. Das Federelement 80 übt eine nach außen gerichtete Kraft auf das Kontaktelement 60 aus und drückt die Kontaktträger 61 des Kontaktelements in den Steckverbinder. Die abgerundeten Abschlussabschnitte/Schultern 63 der Kontaktträger 61 berühren den Innendurchmesser 90 des zweiten Steckverbinders 1.
Die Oberkante 6, die Verjüngung 7 und die Leisten 102, 103 sind in dieser Ausführungsform näher an dem gebogenen Abschlussabschnitt 63 der Kontaktträger 61 ausgerichtet.
15 zeigt eine andere alternative Ausführungsform des ersten Steckverbinders 320 des federbetätigten elektrischen Hochleistungsverbinders. Der erste Steckverbinder 320 umfasst ein Kontaktelement 310, das vier Seiten 318 und vier abgerundete Abschnitte 319 umfasst.
Der Querschnitt des Kontaktelements 310 ist im Wesentlichen ein Quadrat oder ein abgerundetes Quadrat mit rechteckigen ebenen Flächen: die vier Seitenwände 318, die vier gebogenen Abschnitte 319, und die im Wesentlichen quadratische Basis 350. Das Kontaktelement 310 hat vier Kontaktträger 311. Jeder Kontaktträger 311 hat eine im Wesentlichen ebene Oberfläche 312, die in einem abgerundeten Abschlussabschnitt 313 endet. Die Kontaktträger 311 bilden einen großen stumpfen Winkel mit den Seitenwänden 318 des Kontaktelement 310.
Das Kontaktelement 310 kann aus einem einzigen integralen Teil hergestellt sein. Das Kontaktelement 310 ist aus einem elektrisch leitenden Metall wie den Kupferlegierungen C151 oder C110 hergestellt. Das Kontaktelement 310 kann in die gewünschte Form geformt, gebogen, gepresst und/oder gefaltet sein. Das Kontaktelement 310 hat zwei planare Verbindungsplatten 316, 317. Die planaren Verbindungsplatten 316, 317 haben eine Dicke und eine planare Oberfläche 315. Die planaren Verbindungsplatten 316, 317 erstrecken sich von der im wesentlichen quadratischen Basis 350. Der Übergangsabschnitt 357 verbindet die im Wesentlichen quadratische Basis 350 mit den planaren Verbindungsplatten 316, 317. Ein Federelement 330, wie in 15 gezeigt wird, ist innerhalb des Kontaktelements 310 innerhalb eines internen Empfängers angeordnet, der durch die Seitenwände 318 des Kontaktelements 310 gebildet ist und der sich von einem offenen ersten Ende zu einem geschlossenen zweiten Ende des ersten Steckverbinders 320 erstreckt. Unter weitergehender Bezugnahme auf 15 weist das Kontaktelement 310 vier Seitenwände 318 mit entsprechenden Öffnungen auf, die durch diese angeordnet sind. Die Kontaktträger 311 sind in den Seitenwänden 318 an einem Zwischenabschnitt davon ausgebildet. Der Zwischenabschnitt ist zwischen dem offenen ersten Ende der Kontaktelementbasis 310 und dem zweiten Ende der Basis nahe dem Übergang 357 angeordnet. Jeder Kontaktträger 311 erstreckt sich über eine Ausdehnung der entsprechenden länglichen Öffnung jeder Seitenwand 318.
16 - 17 zeigen eine alternative Ausführungsform des zweiten Steckverbinders 360, die sich in einem internen Empfänger des ersten Steckverbinders 320 befindet, der in 15 gezeigt wird, mit einer im Wesentlichen quadratischen Querschnittsbasis. In diesen Zeichnungen ist die Kunststoffabdeckung des zweiten Steckverbinders 360 aus Gründen der Klarheit weggelassen. Der zweite Steckverbinder 360 hat eine Außenfläche 362, 361, eine Innenfläche 365, eine Oberkante 363 und eine Verjüngung 364, die die Oberkante 363 mit der Innenfläche 365 verbindet. Der erste Steckverbinder 320 passt in den zweiten Steckverbinder 360. Der zweite Steckverbinder 360, der möglicherweise unterschiedliche Gesamtabmessungen aufweist, kann mit Ausführungsformen des ersten Steckverbinders 320, 520, 620, 820 verwendet werden, die in den 15, 25-31 und 45-50 gezeigt werden.
18 ist eine weitere Ausführungsform des ersten Steckverbinders 420 des federbetätigten elektrischen Hochleistungsverbinders, der dem in den 9-14 gezeigten ähnlich ist, außer mit einem anderen Seitenverhältnis. Der erste Steckverbinder 420 umfasst ein Kontaktelement 410 mit einer Basis, sechs Seiten 418 und sechs abgerundeten Abschnitten 419. Der Querschnitt des Kontaktelements 410 ist im Wesentlichen sechseckig mit rechteckigen ebenen Flächen 418. Das Kontaktelement 410 hat sechs Kontaktträger 411.
Jeder Kontaktträger 411 hat eine im Wesentlichen flache Oberfläche 412 neben einem abgerundeten Abschlussabschnitt 413. Die Kontaktträger 411 bilden mit den Seitenwänden 418 des Kontaktelements 410 einen großen stumpfen Winkel.
Das Kontaktelement 410 kann aus einem einzigen integralen Teil hergestellt sein. Das Kontaktelement 410 ist aus einem leitenden Metall wie den Kupferlegierungen C151 oder C110 hergestellt. Ferner kann das Kontaktelement 410 in die gewünschte Form geformt, gebogen, gepresst und/oder gefaltet werden. Das Kontaktelement 410 hat zwei planare Verbindungsplatten 416, 417. Die planaren Verbindungsplatten 416, 417 haben eine planare Oberfläche 455. Ein Federelement 430 mit Federarmen 431 ist in einem inneren Aufnahmeraum des Kontaktelements 410 angeordnet. Der erste Steckverbinder 420 hat im Allgemeinen eine Länge 470 und eine Breite 471. Ein Verhältnis von Länge 470 zu Breite 471 ist das Seitenverhältnis des ersten Steckverbinders 420.
19-20 zeigen eine alternative Ausführungsform des zweiten Steckverbinders 460, die mit einem ersten Steckverbinder 420 mit einer hexagonalen Querschnittsbasis zusammenpassen würde. In diesen Zeichnungen ist die Kunststoffabdeckung des zweiten Steckverbinderabschnitts 460 der Klarheit halber weggelassen. Der zweite Steckverbinder 460 hat eine Außenfläche 462, eine Innenfläche 461, eine Oberkante 463 und eine Verjüngung 464, die die Oberkante 463 mit der Innenfläche 461 verbindet. Der erste Steckverbinder 420 passt in den zweiten Steckverbinder und greift mechanisch und elektrisch in ihn ein 460, wenn sich der erste und der zweite Steckverbinder 420, 460 in einer verbundenen Position befinden.
25-28 zeigen zwei zusätzliche alternative Ausführungsformen der Steckverbinderanordnung mit einem ersten Steckverbinder 520, 620 mit einem quadratischen oder abgerundeten quadratischen Querschnitt und dem Federelement 520. Die Ausführungsformen haben viele Elemente gemeinsam: vier Seitenwände 518, 525, 618, 625 mit entsprechenden Öffnungen 566, 666, die dadurch angeordnet sind; vier gebogene und/oder abgerundete Abschnitte 519, 619, die zwischen den jeweiligen benachbarten Seitenwänden 518 angeordnet sind; Kontaktträger 511, 611 mit ebenen Flächen 512, 612; einen krummlinigen Abschnitt 513, 613 mit abgerundetem Abschluss neben einem freien Ende 568; eine Bodenplatte 515, 615; und ein Federelement 530, 630. Die Kontaktträger 511, 611 erstrecken sich über eine Ausdehnung der jeweiligen Öffnungen 566, 666. Ein Großteil der Kontaktträger 511, 611 liegt außerhalb der Außenfläche der Seitenwände 518, 525, 618, 625, da sich die Kontaktträger 511 611 in einem nach außen gerichteten Winkel zu den Seitenwänden 518, 618 erstrecken. Diese beiden Ausführungsformen weisen auch planare Verbindungsplatten auf: 560, 516, 517; und 660, 616, 617. In einer Ausführungsform 520 ist die Verbindungsplatte 560, 516, 517 parallel zu zwei der vier Seiten 518, 525. In der anderen Ausführungsform 620 ist die Verbindungsplatte 660, 616, 617 orthogonal zu allen vier Seiten 618, 625.
29-30 sind ein isometrischer Schnitt und ein seitlicher Schnitt des ersten Steckverbinders 520 mit einem quadratischen bzw. im Wesentlichen quadratischen Querschnitt. 30A zeigt eine Querschnittsansicht des ersten Steckverbinders 520, entlang der Linie 30A-30A der 28, der in den 25-30 und 31 gezeigt wird. 30B zeigt eine Querschnittsansicht der elektrischen Steckverbinderanordnung, d.h. des ersten Steckverbinders 520, der in eine Aufnahme des entsprechend geformten zweiten Steckverbinders 360 eingeführt ist, der in den 16 und 17 gezeigt ist, um eine angeschlossene Position Pc zu definieren. In der verbundenen Position Pc üben die Federarme 531 eine nach außen gerichtete Kraft F auf die Kontaktträger 511 aus, um die Kontaktträger 511 in Eingriff mit einer Innenfläche der Aufnahme des zweiten Steckverbinders 360 zu bringen, um die Steckverbinder 520, 360 in der verbundenen Position Pc zu halten, was sicherstellt, dass die Steckverbinderbaugruppe 570 erhöhten Temperaturen und Wärmezyklen standhält, die sich aus der Hochleistungs- und Hochspannungsanwendung ergeben. 31 ist eine isometrische Explosionsansicht des ersten Steckverbinders 520 (zuvor in den 25-28 dargestellt) und des Federelements 530. In einer Zwischenposition P_I befindet sich das Federelement 530 in einem internen Empfänger 540 des ersten Steckverbinders 520, der sich von einem offenen ersten Ende zu einem zweiten Ende des ersten Steckverbinders 520 erstreckt. Der erste Steckverbinder 520 und der darin gebildete interne Empfänger 540 haben eine Mittellinie 542 (siehe 30 und 31), die im Wesentlichen durch deren Zentrum(Zentren) verlaufen. Das Federelement 530 hat Federarme 531 und einen Basisabschnitt 538, der so konfiguriert ist, dass die Federarme 531 mit der Basis 538 koplanar sind. Sowohl das Federelement 530 als auch die Federarme 531 können aus Federstahl und/oder Edelstahl hergestellt sein.
Die Federarme 531 haben eine flache ebene Fläche 532, die eine nach außen gerichtete Kraft auf die Kontaktträger 511 ausübt. Wie durch die Pfeile in 29 dargestellt wird, ist eine nach außen gerichtete Vorspannkraft F, die von den Federarmen 531 ausgeübt wird, von der Mittellinie 542 des Empfängers 540 und des ersten Steckverbinders 520 weg gerichtet. Jeder der Federarme 531 hat eine krummlinige Schulter oder einen gebogenen Abschnitt 521. Die Kontaktträger 511 haben eine flache ebene Fläche 512 und eine krummlinige Schulter oder einen gebogenen Abschnitt 513 neben dem freien Ende 568. In der P_I der 29-30, 30A und 30B berührt das freie Ende 568 des Kontaktträgers 511 die flache ebene Fläche 532 des entsprechenden Federarms 531. Dies ermöglicht, dass die Federarme 531 mit dem Basisabschnitt 538 des Federelements 530 koplanar sind, so dass sie während des Herstellungsprozesses nicht überbeansprucht werden. Unter erneuter Bezugnahme auf 31 zeigen Pfeile eine Bewegungsrichtung, wenn das Federelement 530 durch das offene erste Ende distal der Verbindungsplatte 560 in Richtung des zweiten Endes proximal der Verbindungsplatte 560 in den internen Empfänger 540 des ersten Steckverbinders 520 eingeführt wird, um zur P_I zu gelangen.
45-50 zeigen eine Steckverbinderanordnung 866, die einen ersten Steckverbinder 820, ein entfernbar darin positioniertes Federelement 838 und einen zweiten Steckverbinder 860 umfasst, der konfiguriert ist, um in einer verbundenen Position Pc gekoppelt zu werden, was typischerweise auftritt, wenn die Steckverbinderanordnung 866 und die Vorrichtung, mit der sie verbunden ist, in Betrieb sind. In der verbundenen Position Pc koppelt die Steckverbinderanordnung 866 eine Vorrichtung, wie eine Lichtmaschine, eine Batterie und/oder eine andere Stromaufnahmekomponente, mechanisch und elektrisch mit einer Stromquelle oder einem Stromverteilungskreis. Unter Bezugnahme auf 45 sind der erste Steckverbinder 820 und das Federelement 838 in der Zwischenposition P_I gezeigt, in der sich die Feder in dem ersten Steckverbinder 820 befindet. Der erste Steckverbinder 820 hat ein erstes und ein zweites Ende 822, 824 und eine Vielzahl von Seitenwänden 826a, 826b, 826c, 826d, die zwischen dem ersten und dem zweiten Ende 822, 824 angeordnet sind. Eine oder mehrere Verbindungsplatten 850 erstrecken sich vom zweiten Ende 824 des ersten Steckverbinders 820 weg. Eine Öffnung 828 ist durch einen Zwischenabschnitt jeder der Seitenwände 826a-826d angeordnet.
Eine Vielzahl von Kontaktarmen 830a, 830b, 830c, 830d, 830e, 830f, 830g, 830h erstreckt sich vom ersten Ende 822 über eine Ausdehnung der zugehörigen Öffnung 828 zum zweiten Ende 824. Die Kontaktarme 830a bis 830h sind einstückig von den jeweiligen Seitenwänden 826a bis 826d nahe dem ersten Ende 822 des ersten Steckverbinders 820 ausgebildet. Jeder der Kontaktarme 830a - 830h erstreckt sich von den jeweiligen Seitenwänden 826a - 826d nach außen und bildet eine krummlinige Schulter 832, die in einem freien Ende 834 endet. Die Seitenwände 826a - 826d und die Kontaktarme 830a - 830h sind um einen Innenraum des ersten Steckverbinders 820 angeordnet und bilden darin einen internen Empfänger 836. Unter Bezugnahme auf 46 ist die Steckverbinderanordnung 866 explodiert, so dass ein Federelement 838 als von dem ersten Steckverbinder 820 entfernt dargestellt ist. Das in 46 gezeigte Federelement 838 wird durch das erste Ende 822 des ersten Steckverbinders 820 in den internen Empfänger 836 eingeführt, wie in 45 gezeigt wird. Der erste Steckverbinder 820 ist konfiguriert, um das Federelement 838 in dessen internen Empfänger 836 aufzunehmen. Das Federelement 838 weist eine Vielzahl von Seitenwänden 840a, 840b, 840c, 840d auf. Von den jeweiligen Seitenwänden 840a - 840d des Federelements 838 erstrecken sich eine Vielzahl von Federarmen 842a, 842b, 842c, 842d, 842e, 842f, 842g, 842h. Jeder der Federarme 842a-842g ist in die jeweiligen Seitenwände 840a-840d integriert, von denen sich die Federarme 842a-842g erstrecken. Ferner weist jeder der Federarme 842a-842g eine krummlinige Schulter 844 auf, die gegenüber der zugehörigen Seitenwand 840a-840d angeordnet ist, mit der der bestimmte Federarm 842a-842h einstückig ausgebildet ist.
In beispielhaften Ausführungsformen erhöht die krummlinige Schulter 844 der Federarme 842a-842h die Leichtigkeit, mit der das Federelement 838 in den internen Empfänger 836 des ersten Steckverbinders 820 eingeführt wird. Ein Abdeckelement 846 kann einstückig mit dem ersten Steckverbinder 820 am ersten Ende 822 davon ausgebildet sein, so dass nach dem Einsetzen des Federelements 838 in den internen Empfänger 836 das Abdeckelement 846 über das erste Ende 822 gefaltet oder neu ausgerichtet werden kann, wodurch das Federelement 838 teilweise umgeben und an Ort und Stelle gesichert wird. Zusätzlich und/oder alternativ sind die Abmessungen des Federelements 838 und des ersten Steckverbinders 820 derart, dass das Federelement 838 fest in den internen Empfänger 836 passt.
47 zeigt einen Querschnitt des ersten Steckverbinders 820 und des Federelements 838 entlang der Linie 47-47 der 45, wobei sich die Steckverbinderanordnung 866 in der Zwischenposition P_I befindet. Eine oder mehrere Außenflächen 848 der Federarme 842a-842h berühren die freien Enden 834 der jeweiligen Kontaktarme 830a-830h. Das Federelement 838 erzeugt eine nach außen gerichtete Vorspannkraft F (wie durch die mit „F“ gekennzeichneten Pfeile dargestellt wird) gegen die Kontaktarme 830a bis 830h und weg vom Inneren des Federelements 838 und dem ersten Steckverbinder 820. In beispielhaften Ausführungsformen entwickelt das Federelement 838 eine nach außen gerichtete Vorspannkraft F gegen die Kontaktarme 830a-830h und weg von einer Mittellinie 852 (siehe 47 und 50) des ersten Steckverbinders 820. Wie in der Ausführungsform der 47 entsprechen die Federarme 842a-842h den Kontaktarmen 830a-830h. Die Anzahl der Kontaktarme und die Anzahl der Federarme können gleich oder unterschiedlich sein. In einer beispielhaften Ausführungsform, in der das Federelement 838 so konfiguriert ist, dass es weniger Federarme aufweist als der erste Steckverbinder 820 Kontaktarme hat, kann jeder Federarm eine nach außen gerichtete Vorspannkraft auf zwei Kontaktarme erzeugen. Ferner kann in einer beispielhaften Ausführungsform mit weniger Kontaktarmen als Federarmen jeder Kontaktarm eine Kraft haben, die von mehr als einem entsprechenden Federarm auf ihn ausgeübt wird.
Der erste Steckverbinder 820 und die Kontaktarme 830a - 830h können aus einem ersten Material wie Kupfer, einer hochleitenden Kupferlegierung (z.B. C151 oder C110) und/oder einem anderen geeigneten elektrisch leitenden Material gebildet werden. Das erste Material hat vorzugsweise eine elektrische Leitfähigkeit von mehr als 90% des IACS (International Annealed Copper Standard, d.h. der empirisch abgeleitete Standardwert für die elektrische Leitfähigkeit von im Handel erhältlichem Kupfer). Beispielsweise weist C151 typischerweise 151% der Leitfähigkeit von reinem Standardkupfer auf, das IACS entspricht. Ebenso hat C110 eine Leitfähigkeit von 110% des IACS. In bestimmten Betriebsumgebungen oder technischen Anwendungen kann es vorzuziehen sein, C151 zu wählen, da es korrosionsbeständige Eigenschaften aufweist, die für Anwendungen mit hoher Beanspruchung und/oder rauem Wetter wünschenswert sind. In den vorgesehenen Ausführungsformen kann das Federelement 838 aus einem zweiten Material wie Federstahl, rostfreiem Stahl und/oder einem anderen geeigneten Material mit größerer Steifheit (z.B. gemessen durch den Elastizitätsmodul) und Elastizität als das erste Material des ersten Steckverbinders 820 gebildet sein.
Das erste Material (des ersten Steckverbinders 820) und das zweite Material (des Federelements 838) werden so ausgewählt, dass sie komplementäre Eigenschaften aufweisen. Beispielsweise wird der Elastizitätsmodul des zweiten Materials so gewählt, dass er relativ größer als der des ersten Materials ist. Der Elastizitätsmodul eines geeigneten ersten Materials, z.B. einer Kupferlegierung (C110), beträgt bei Raumtemperatur ungefähr 115 Gigapascal (GPa), während der Elastizitätsmodul für ein geeignetes zweites Material, z.B. Edelstahl, bei Raumtemperatur ungefähr 193 GPa beträgt. Bei geplanten Hochspannungsanwendungen ist die Querschnittsfläche der Kupferlegierung, die den ersten Steckverbinder bildet, mit der Leitfähigkeit der ausgewählten Kupferlegierung ausgeglichen. Wenn beispielsweise eine Kupferlegierung mit geringerer Leitfähigkeit ausgewählt wird, haben die daraus gebildeten Kontaktarme 830a - 830h eine größere Querschnittsfläche, um Elektrizität angemessen zu leiten. Ebenso kann die Auswahl eines ersten Materials mit einer höheren Leitfähigkeit Kontaktarme 830a - 830h mit einer relativ kleineren Querschnittsfläche ermöglichen, während die Leitfähigkeitsspezifikationen immer noch erfüllt werden.
In einer beispielhaften Ausführungsform kann der CTE des zweiten Materials größer sein als der CTE des ersten Materials, d.h. der CTE des Federelements 838 ist größer als der CTE des ersten Steckverbinders 820. Deswegen, wenn die Anordnung des ersten Steckverbinders 820 und des Federelements 838 der für die Verwendung des in der vorliegenden Offenbarung beschriebenen elektrischen Steckverbinders typischen Hochspannungs- und Hochtemperaturumgebung ausgesetzt wird, dehnt sich das Federelement 838 relativ stärker als der erste Steckverbinder 820 aus. Dementsprechend wird die von dem Federelement 838 auf die Kontaktarme 830a - 830h des ersten Steckverbinders 820 erzeugte nach außen gerichtete Kraft F entsprechend der erhöhten Temperatur erhöht.
Eine beispielhafte Anwendung der vorliegenden Offenbarung, beispielsweise zur Verwendung in einer Fahrzeuglichtmaschine, ist zum Einsatz in einer Automobilumgebung der Klasse 5 geeignet, wie sie beispielsweise in Personen- und Nutzfahrzeugen zu finden ist. Umgebungen der Klasse 5 befinden sich häufig unter der Motorhaube eines Fahrzeugs, z.B. einer Lichtmaschine, und weisen Umgebungstemperaturen von 150 ° C auf und erreichen routinemäßig 200° Celsius. Wenn Kupfer und/oder hochleitfähige Kupferlegierungen Temperaturen über ungefähr 150° Celsius ausgesetzt werden, werden die Legierungen formbar und verlieren ihre mechanische Elastizität, d.h. das Kupfermaterial erweicht. Der Stahl, der das Federelement 838 bildet, behält jedoch die Härte und die mechanischen Eigenschaften bei, wenn er ähnlichen Bedingungen ausgesetzt wird. Wenn daher der erste Steckverbinder 820 und das Federelement 838 beide einer hohen Temperatur ausgesetzt werden, erweicht das erste Material des ersten Steckverbinders 820, und die strukturelle Integrität des aus dem zweiten Material gebildeten Federelements 838 bleibt erhalten, so dass die Kraft F, die durch das Federelement 838 auf die erweichten Kontaktarme 830a-830h ausgeübt wird, die erweichten Kontaktarme 830a-830h in Bezug auf das Innere des ersten Steckverbinders 820 in der verbundenen Position Pc wirksamer nach außen verschiebt.
Unter Bezugnahme auf die 48-50 sind der erste Steckverbinder 820 und das Federelement 838, die in dem internen Empfänger 836 des ersten Steckverbinders 820 angeordnet sind, in eine Innenbuchse 868 des zweiten Steckverbinders 860 eingeführt, um die Steckverbinderanordnung 866 in der verbundenen Position Pc zu platzieren. Der zweite Steckverbinder 860 kann aus Kupfer, einer Kupferlegierung wie C110 oder C151 und/oder einem anderen geeigneten gut leitenden Material bestehen. Die Kontaktarme 830a - 830h berühren eine Innenfläche 862 des zweiten Steckverbinders 860. In der verbundenen Position Pc ist ein Spalt G zwischen den Seitenwänden 840a - 840d des Federelements 838 und der Innenfläche 862 des zweiten Steckverbinders 860 angeordnet. Um in die Innenfläche 862 des zweiten Steckverbinders 860 einzugreifen, überspannen die Kontaktarme 830a - 830h den Spalt G an diskreten Stellen in der Aufnahme 868. Der erste Steckverbinder 820, das Federelement 838 und der zweite Steckverbinder 860, die in den 48-50 dargestellt sind, sind so konfiguriert, dass sie einen leitenden und mechanischen Eingriff aufrechterhalten, während sie erhöhten Temperaturen und Wärmezyklen standhalten, die sich aus Hochleistungs- und Hochspannungsanwendungen ergeben, denen die Steckverbinderbaugruppe ausgesetzt ist. Ferner können der erste Steckverbinder 820 und der zweite Steckverbinder 860 infolge der erhöhten Temperaturen und Wärmezyklen, die aus Hochspannungs- und Hochtemperaturanwendungen resultieren, eine Wärmeausdehnung erfahren, was die nach außen gerichtete Kraft F erhöht, die von dem ersten Steckverbinder 820 auf den zweiten Steckverbinder 860 ausgeübt wird. Die Konfiguration des ersten Steckverbinders 820, des Federelements 838 und des zweiten Steckverbinders 860 erhöht die nach außen gerichtete Verbindungskraft F dazwischen, während die Steckverbinderanordnung 866 einer Wärmeausdehnung standhält, die aus einem Wärmezyklus in der PC mit verbundener Position resultiert.
Bei wiederholten Wärmeausdehnungsereignissen entwickelt sich der Materialspeicher des ersten Steckverbinders 820, um eine anfängliche nach außen gerichtete Vorspannkraft F des Federelements 838 auf den ersten Steckverbinder 820 zu erhöhen, wodurch der Kontaktdruck zwischen den Kontaktarmen 830a - 830h und dem zweiten Steckverbinder 860 erhöht wird. Wie oben erwähnt wurde, sind sowohl der erste Steckverbinder 820 als auch das Federelement 838 während des Betriebs des Fahrzeugs oder einer anderen Anwendung, bei der die Steckverbinderanordnung 866 installiert ist, starken Wärmezyklen ausgesetzt. Dementsprechend kann das zweite Material des Federelements 838 speziell ausgewählt werden, um die mechanischen Eigenschaften des Federelements 838 auch nach einem Wärmezyklus beizubehalten. Federstahl, rostfreier Stahl und/oder ein anderes geeignetes Material können als zweites Material des Federelements 838 ausgewählt werden, und wie zuvor diskutiert wurde, erweicht ein Kupfer und/oder eine Kupferlegierung der Kontaktarme 830a - 830h unter erwartungsgemäß hohen Temperaturen. Daher entwickeln die Kontaktarme 830a - 830h bei wiederholten starken Wärmezyklen ein Materialgedächtnis, das aufgrund früherer Kraft-F-Anwendungen auf ihre verschobene Position relativ zum ersten Steckverbinder 820 wirkt, während das Federelement 838 von demselben Wärmezyklus weitgehend unberührt bleibt.
Weiter dargestellt in den 48 und 49, stellt in der verbundenen Position Pc der erste Steckverbinder 820 eine 360°-Konformität mit dem zweiten Steckverbinder 860 bereit, um sicherzustellen, dass eine ausreichende Menge an nach außen gerichteter Kraft F vom ersten Steckverbinder 820 auf den zweiten Steckverbinder 860 für elektrische und mechanische Verbindung ausgeübt wird. Wie in 48 gezeigt wird, ist das erste Ende 822 des ersten Steckverbinders 820 in den zweiten Steckverbinder 860 eingeführt. Die Verbindungsplatten 850 sind vom zweiten Steckverbinder 860 weg ausgerichtet, und die Verbindungsplatte 864 des zweiten Steckverbinders ist ähnlich vom ersten Steckverbinder 820 weg ausgerichtet. In der in 48 dargestellten Orientierung, sind sowohl die erste Steckverbinderverbindungsplatte 850 als auch die zweite Steckverbinderverbindungsplatte 864 auf derselben Oberseite der elektrischen Steckverbinderanordnung 866 ausgerichtet und orientiert. Da jedoch der erste Steckverbinder 820 Kontaktarme 830a - 830h aufweist, die an allen vier Seiten davon angeordnet sind, kann der erste Steckverbinder 820 um 90°, 180° und/oder 270° gedreht werden, während er immer noch in die innere Aufnahme 868 einführbar ist, die durch den zweiten Steckverbinder 860 gebildet wird und den gewünschten mechanischen und elektrischen Eingriff bereitstellt.
Noch weiter veranschaulicht durch die 48 und 49 stellt das 360°-Konformitätsattribut des ersten Steckverbinders 820 eine elektrische und mechanische Verbindung mit dem zweiten Steckverbinder 860 auf allen vier Seiten des ersten Steckverbinders 820 ohne Rücksicht auf dessen Einführausrichtung her. Dieses Attribut ermöglicht das Weglassen einer Schlüsselfunktion und/oder einer anderen Funktion, um eine gewünschte Ausrichtung der Komponenten während der Verbindung sicherzustellen. Das 360°- Konformitätsattribut der Steckverbinderanordnung 866 hilft auch bei der Aufrechterhaltung der mechanischen und elektrischen Verbindung unter anstrengenden mechanischen Bedingungen, z. B. Vibration. In einem herkömmlichen klingen- oder gabelförmigen Steckverbinder mit 180°-Konformität, d.h. Verbindung nur auf zwei gegenüberliegenden Seiten, kann eine Vibration eine harmonische Resonanz entwickeln, die bewirkt, dass der 180°-konforme Steckverbinder bei bestimmten Frequenzen mit größerer Amplitude schwingt. Wenn beispielsweise ein gabelförmiger Steckverbinder einer harmonischen Resonanz ausgesetzt wird, kann sich der gabelförmige Steckverbinder öffnen. Das Öffnen des gabelförmigen Steckverbinders während der elektrischen Leitung ist unerwünscht, da eine kurzzeitige mechanische Trennung des gabelförmigen Steckverbinders von einem zugehörigen Anschluss zu einem Lichtbogen führen kann. Lichtbögen können erhebliche negative Auswirkungen auf den 180°-konformen Anschluss sowie auf das gesamte elektrische System haben, zu dem der 180°-konforme Anschluss gehört. Das 360°-Konformitätsmerkmal der vorliegenden Offenbarung kann jedoch die möglichen katastrophalen Ausfälle verhindern, die durch starke Vibrationen und Lichtbögen verursacht werden.
Unter Bezugnahme auf 50 ist der krummlinige Abschnitt 832 jedes der Kontaktarme 830a bis 830h neben dem freien Ende 834 jedes der Kontaktarme 830a - 830h dargestellt. Ferner steht der krummlinige Abschnitt 832 jedes der Kontaktarme 830a - 830h in elektrischem und mechanischem Kontakt mit der Innenfläche 862 des zweiten Steckverbinders 860. Der Krümmungsradius des krummlinigen Abschnitts 832 der Kontaktarme 830a - 830h ermöglicht es den freien Enden 834 davon, die Außenflächen 848 der jeweiligen Federarme 842a bis 842h zu berühren. Dieser positive Kontakt zwischen dem Federelement 838 und den Kontaktarmen 830a - 830h entwickelt eine nach außen gerichtete Vorspannkraft F, die die Kontaktarme 830a - 830h relativ zum Federelement 838 nach außen verschiebt. Diese nach außen gerichtete Vorspannkraft F wird sowohl erzeugt, wenn der erste Steckverbinder 820 vom zweiten Steckverbinder 860 getrennt ist, als auch wenn der erste Steckverbinder 820 in den zweiten Steckverbinder 860 eingeführt wird. In Abwesenheit dieses Kontakts kann die nach außen gerichtete Vorspannkraft F, die gegen die Kontaktarme 830a - 830h ausgeübt wird, unkontrolliert sein, was möglicherweise zu einem Schwanken oder Rattern der Kontaktarme 830a - 830h und/oder des gesamten ersten Steckverbinders 820 innerhalb des zweiten Steckverbinders führt 860. Wenn jedoch der erste Steckverbinder 820 in den zweiten Steckverbinder 860 eingeführt wird, wird der auf die Kontaktarme 830a - 830h ausgeübte Auslenkungsdruck teilweise oder vollständig auf die Federarme 842a - 842h übertragen. Vorzugsweise werden 100% oder nahezu 100% dieses Auslenkungsdrucks auf das starre Stahlfederelement 838 übertragen. Die Übertragung des Auslenkungsdrucks von den Kontaktarmen 830a - 830h führt jedoch nicht zu einer signifikanten, wenn überhaupt, Auslenkung der Federarme 842a - 842h. Stattdessen liefert das Federelement 838 einen Keil- oder Schimmereffekt gegen die Kontaktarme 830a - 830h, wodurch die Kontaktarme 830a - 830h in der nach außen versetzten Position gehalten und in Eingriff mit dem zweiten Steckverbinder 860 gedrückt werden. Ferner bestimmt der Krümmungsradius des krummlinigen Abschnitts 832 der Kontaktarme 830a - 830h teilweise den Grad der nach außen gerichteten Vorspannkraft F, die von den Federarmen 842a - 842h auf die damit verbundenen Kontaktarme 830a - 830h ausgeübt wird. Beispielsweise führt ein größerer Krümmungsradius (d.h. ein allmählich abgerundeter krummliniger Abschnitt) zu einer relativ verringerten nach außen gerichteten Kraft F, die den krummlinigen Abschnitt 832 in Kontakt mit dem zweiten Steckverbinder 860 vorspannt. Ferner entwickelt ein kleinerer Krümmungsradius (d.h. akuter gebogener krummliniger Abschnitt) eine relativ größere nach außen gerichtete Kraft F, die den krummlinigen Abschnitt 832 in den Kontakt mit dem zweiten Steckverbinderabschnitt 860 vorspannt.
Die Lichtmaschinenanschlussanordnung 700 passt mit dem zweiten Steckverbinder 703 zusammen, wie in 33-36 gezeigt wird. Der zweite Steckverbinder 703 hat ein metallisches Vierkantrohr 777 und eine nicht leitende Hochtemperatur-Polymerabdeckung 711 mit Flansch 709. Das metallische Vierkantrohr 777 ist elektrisch in die Lichtmaschinensammelschiene 708 integriert. Das Metallquadratrohr 777 besteht üblicherweise aus Kupfer C110 oder C151. Das metallische Vierkantrohr 777 hat eine Außenfläche, die aus flachen Segmenten 769 und gekrümmten Segmenten 768 besteht, eine innere Kontaktfläche 710, eine Sammelschiene 708 und eine Oberkante 770, distal von der Sammelschiene 708. Die Kunststoffabdeckung 711 hat eine Innenfläche 750, eine Außenfläche 711, einen Flansch 709, eine vom Flansch 709 distale Oberkante 757 und einen Gegenvorsprung 755. Der Gegenvorsprung 755 kann verwendet werden, um einen positiven Eingriff zwischen dem ersten Steckverbinder und dem zweiten Steckverbinder sicherzustellen.
37-38 zeigen zwei Winkel des zweiten Steckverbinders 703, wobei ein Gegenvorsprung 755 hervorgehoben ist.
32 zeigt den ersten Steckverbinder 520, der in eine Lichtmaschinenanschlussanordnung 700 eingebaut ist. Eine Spatenfläche 515 (die umgekehrte Spatenfläche 566 ist in 32 sichtbar) ist mit Ultraschall an den Draht 701 geschweißt oder gecrimpt. Eine Kappe 705, die aus Hochtemperaturpolymeren wie Hochtemperaturpolyamiden hergestellt ist, bedeckt den Spaten 566 des ersten Steckverbinders 520 und die Drahtschweißung. Der Rest des ersten Steckverbinders 520 passt in einen Lichtmaschinenverbinder 702.
39-40 zeigen zwei verschiedene Ausführungsformen des metallischen Vierkantrohrs 778, 777. In einem ist die Sammelschiene 708 parallel zum Metallrohr 777. Die Sammelschiene 708 ist einstückig mit der Oberfläche des Metallrohrs 769. In der anderen Ausführungsform ist die Sammelschiene 779 orthogonal zu den Oberflächen 789, 788 des Metallrohrs 778.
41-42 zeigen den ersten Steckverbinder 520 in situ in einer Lichtmaschinenanschlussanordnung 700. Das Segment der Kappe 705 ist mit dem Lichtmaschinenverbindersegment 702 verbunden. Das Lichtmaschinenverbindersegment hat eine Kunststoffabdeckung 729, um einen vorzeitigen elektrischen Kontakt zu verhindern. Die Träger 511 erstrecken sich durch die Kunststoffabdeckung 729 und stellen eine elektrische Verbindung her, wenn sie mit dem zweiten Steckverbinder 703 verbunden sind. Die Lichtmaschinenanschlussanordnung 700 weist eine Verbindungspositionssicherungsanzeige 720 auf.
43-44 zeigen die Lichtmaschinenanschlussanordnung 700 in situ mit einer Lichtmaschine 704. Der zweite Steckverbinder 703 ist in die Lichtmaschine 704 integriert.
Die Lichtmaschinenanschlussanordnung 700 mit dem ersten Steckverbinder 520 passt mit dem zweiten Steckverbinder 703 zusammen, wie in 42 gezeigt wird. Die Steckverbinderpositionssicherungsanzeige 720 zeigt an, ob der Steckverbinder vollständig eingerastet und verriegelt ist.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Die obige Offenbarung kann eine Verbesserung des Standes der Technik darstellen, da sie die mechanische und elektrische Verbindung verbessert, die durch einen ersten elektrischen Steckverbinder und einen zweiten Steckverbinder entwickelt wird, die Hochleistungs- und Hochspannungsbedingungen standhalten. Typische Hochleistungs- und/oder Hochspannungsbedingungen finden sich in der Automobilindustrie, wie oben erwähnt wurde. Weitere Hochleistungs- und/oder Hochspannungsbedingungen finden sich in anderen Anwendungen, beispielsweise für militärische Ausrüstung, Raumfahrt, Elektrofahrzeuge, Industriemaschinen usw.
Während einige Implementierungen illustriert und beschrieben wurden, fallen zahlreiche Modifikationen ein, ohne wesentlich vom Wesen der Offenbarung abzuweichen, und der Schutzumfang ist nur durch den Umfang der begleitenden Ansprüche begrenzt.
Überschriften und Unterüberschriften, falls vorhanden, werden nur zur Vereinfachung verwendet und sind nicht einschränkend. Das Wort beispielhaft wird verwendet, um als Beispiel oder Illustration zu dienen. In dem Maße, in dem der Begriff „enthalten“, „haben“ oder dergleichen verwendet wird, bezweckt dieser Begriff in ähnlicher Weise wie der Begriff „umfassen“ umfassend zu sein, wenn er als Übergangswort in einem Anspruch verwendet wird. Relationale Begriffe wie erster und zweiter und dergleichen können verwendet werden, um eine Entität oder Aktion von einer anderen zu unterscheiden, ohne notwendigerweise eine tatsächliche solche Beziehung oder Reihenfolge zwischen solchen Entitäten oder Aktionen zu erfordern oder zu implizieren.
Ausdrücke wie ein Aspekt, der Aspekt, ein anderer Aspekt, einige Aspekte, ein oder mehrere Aspekte, eine Implementierung, die Implementierung, eine andere Implementierung, einige Implementierungen, eine oder mehrere Implementierungen, eine Ausführungsform, die Ausführungsform, eine andere Ausführungsform, einige Ausführungsformen, eine oder mehrere Ausführungsformen, eine Konfiguration, die Konfiguration, eine andere Konfiguration, einige Konfigurationen, eine oder mehrere Konfigurationen, die betreffende Technologie, die Offenbarung, die vorliegende Offenbarung, andere Variationen davon und dergleichen dienen der Bequemlichkeit und implizieren nicht, dass eine auf solche Ausdrücke bezugnehmende Offenbarung für die Subjekttechnologie wesentlich ist, oder dass eine solche Offenbarung für alle Konfigurationen der Subjekttechnologie gilt. Eine Offenbarung in Bezug auf solche Ausdrücke kann für alle Konfigurationen oder eine oder mehrere Konfigurationen gelten. Eine Offenbarung, die sich auf solche Ausdrücke bezieht, kann ein oder mehrere Beispiele liefern. Ein Ausdruck wie ein Aspekt oder einige Aspekte können sich auf einen oder mehrere Aspekte beziehen und umgekehrt, und dies gilt ähnlich für andere vorstehende Ausdrücke.
Dem Fachmann sind im Hinblick auf die vorstehende Beschreibung zahlreiche Modifikationen der vorliegenden Offenbarung ersichtlich. Bevorzugte Ausführungsformen dieser Offenbarung werden hierin beschrieben, einschließlich des besten Modus, der den Erfindern zur Durchführung der Offenbarung bekannt ist. Es versteht sich, dass die dargestellten Ausführungsformen nur beispielhaft sind und nicht als Einschränkung des Umfangs der Offenbarung angesehen werden sollten.
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

US 8998655 [0006]
US 8992270 [0006]
US 8475220 [0007]
US 8366497 [0007]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Glick et al. mit dem Titel „Elektrischer Anschluss“ (,Glick '655") [0006]
Glick et al. mit dem Titel „Elektrischer Anschluss“ („Glick '270”) lehrt eine Variation des Glick '655-Patents [0006]
Glick et al. mit dem Titel „Elektrischer Anschluss“ („Glick '220”) [0007]
Glick et al. mit dem Titel „Elektrischer Anschluss“ („Glick '497“) lehrt eine Variation von Glick '220 [0007]

Claims

Federbetätigte elektrische Steckverbinderanordnung zur Verwendung in einer Hochleistungs- und Hochspannungsanwendung, die die Steckverbinderanordnung erhöhten Temperaturen und Wärmezyklen aussetzt, wobei die Steckverbinderanordnung Folgendes umfasst: einen ersten elektrisch leitenden Steckverbinder, der aus einem ersten Material gebildet ist, wobei der erste Steckverbinder eine Seitenwandanordnung aufweist, die einen internen Empfänger definiert, der sich von einem offenen ersten Ende zu einem zweiten Ende erstreckt, wobei die Seitenwandanordnung eine Vielzahl von Seitenwänden umfasst, wobei eine Seitenwand eine Öffnung und einen Kontaktträger aufweist, die sich über eine Ausdehnung der Öffnung erstrecken, wobei sich der Kontaktträger einstückig von einem ersten Abschnitt der Seitenwand in einem nach außen gerichteten Winkel zu einer Außenfläche der Seitenwand erstreckt, und wobei der Kontaktträger ein freies Ende aufweist, das sich nach innen von der Außenfläche der Seitenwand erstreckt, ohne in einen zweiten Abschnitt der Seitenwand einzugreifen, ein internes Federelement, das aus einem zweiten Material gebildet und so dimensioniert ist, dass es sich in dem Empfänger des ersten Steckverbinders befindet, wobei das Federelement eine Basis und mindestens einen Federarm aufweist, der sich von der Basis aus erstreckt, und wobei eine Außenfläche des Federarms und eine Außenfläche der Basis koplanar sind; einen zweiten elektrisch leitenden Steckverbinder mit einer Aufnahme, die so dimensioniert ist, dass sie sowohl den ersten Steckverbinder als auch das Federelement aufnimmt, das sich in dem Empfänger des ersten Steckverbinders befindet, um eine verbundene Position zu definieren, die den erhöhten Temperaturen und Wärmezyklen standhält, die sich aus der Hochleistungs- und Hochspannungsanwendung ergeben, wobei in der verbundenen Position der Federarm des Federelements eine nach außen gerichtete Kraft auf den Kontaktträger des ersten Steckverbinders ausübt, um den Kontaktträger nach außen in Eingriff mit einer Innenfläche der Aufnahme des zweiten Steckverbinders zu bringen, um den ersten und den zweiten Steckverbinder in der verbundenen Position zu halten.
Federbetätigte elektrische Steckverbinderanordnung nach Anspruch 1, wobei der zweite Steckverbinder in eine Sammelschiene integriert ist.
Federbetätigte elektrische Steckverbinderanordnung nach Anspruch 1, wobei der erste Steckverbinder eine Vielzahl von Kontaktträgern enthält und das Federelement mehrere Federarme enthält, und wobei in der verbundenen Position ein erster Federarm eine erste nach außen gerichtete Kraft auf einen ersten Kontaktträger ausübt, um den ersten Kontaktträger in Eingriff mit der Innenfläche der Aufnahme zu bringen, und ein zweiter Federarm eine zweite nach außen gerichtete Kraft auf einen zweiten Kontaktträger ausübt, um den zweiten Kontaktträger in Eingriff mit der Innenfläche der Aufnahme zu bringen, wobei die erste nach außen gerichtete Kraft in eine andere Richtung ausgerichtet ist als die zweite nach außen gerichtete Kraft.
Federbetätigte elektrische Steckverbinderanordnung nach Anspruch 1, wobei das erste Material des ersten Steckverbinders ein hochleitfähiges Kupfer ist, das mindestens eine der üblicherweise als C151 oder C110 bezeichneten Kupferlegierungen enthält.
Federbetätigte elektrische Steckverbinderanordnung nach Anspruch 1, wobei das zweite Material des Federelements Federstahl ist.
Federbetätigte elektrische Steckverbinderanordnung nach Anspruch 1, wobei das erste Material des ersten Steckverbinders hochleitendes Kupfer ist, und wobei das zweite Material des Federelements Federstahl ist.
Federbetätigte elektrische Steckverbinderanordnung nach Anspruch 1, wobei der Kontaktträger des ersten Steckverbinders aus einem vorbeschichteten Blech aus hochleitendem Kupfer gebildet ist.
Federbetätigte elektrische Steckverbinderanordnung nach Anspruch 1, wobei die nach außen gerichtete Kraft, die von dem Federarm ausgeübt wird, am freien Ende des Kontaktträgers aufgebracht wird.
Federbetätigte elektrische Steckverbinderanordnung nach Anspruch 8, wobei der Kontaktarm einen gebogenen Abschlussabschnitt neben dem freien Ende aufweist, und wobei die nach außen gerichtete Kraft, die vom Federarm ausgeübt wird, den gebogenen Abschlussabschnitt des Kontaktträgers über die Außenfläche der Seitenwand hinaus verschiebt.
Federbetätigte elektrische Steckverbinderanordnung nach Anspruch 1, wobei das erste Ende des ersten Steckverbinders einen beweglichen Spaten enthält, der den internen Empfänger und das Federelement umschließt, wenn er in dem Empfänger positioniert ist.
Federbetätigte elektrische Steckverbinderanordnung nach Anspruch 10, wobei das zweite Ende des ersten Steckverbinders mindestens einen ebenen Spaten enthält.
Federbetätigte elektrische Steckverbinderanordnung nach Anspruch 1, wobei der erste Steckverbinder eine längliche Konfiguration aufweist, so dass eine Länge des ersten Steckverbinders größer ist als sowohl eine Breite als auch eine Höhe eines Querschnitts des ersten Steckverbinders.
Federbetätigte elektrische Steckverbinderanordnung nach Anspruch 1, wobei die nach außen gerichtete Kraft, die von dem Federarm auf den Kontaktträger in der verbundenen Position ausgeübt wird, durch Residual-Materialgedächtnis und Wärmeausdehnung, aufgrund der erhöhten Temperaturen und Wärmezyklen, die sich aus der Hochleistungs- und Hochspannungsanwendung ergeben, erhöht wird.
Federbetätigte elektrische Steckverbinderanordnung nach Anspruch 1, wobei der erste Steckverbinder eine Vielzahl von Kontaktträgern enthält und das Federelement eine Vielzahl von Federarmen enthält, und wobei in der verbundenen Position ein erster Federarm eine erste nach außen gerichtete Kraft auf einen ersten Kontaktträger ausübt, und ein zweiter Federarm eine zweite nach außen gerichtete Kraft auf einen zweiten Kontaktträger ausübt, wobei die erste nach außen gerichtete Kraft in eine andere Richtung ausgerichtet ist als die zweite nach außen gerichtete Kraft.
Federbetätigte elektrische Steckverbinderanordnung nach Anspruch 1, ferner umfassend eine elektrisch nicht leitende Abdeckung, die einen wesentlichen Teil des ersten Steckverbinders abdeckt, während der Kontaktträger freigelegt wird.
Federbetätigte elektrische Steckverbinderanordnung zur Verwendung in einer Hochleistungs- und Hochspannungsanwendung, die die Steckverbinderanordnung erhöhten Temperaturen und Wärmezyklen aussetzt, wobei die Steckverbinderanordnung Folgendes umfasst: einen ersten elektrisch leitenden Steckverbinder, der aus einem ersten Material gebildet ist, wobei der erste Steckverbinder eine Seitenwandanordnung aufweist, die einen internen Empfänger definiert, der sich von einem offenen ersten Ende zu einem zweiten Ende des ersten Steckverbinders erstreckt, wobei die Seitenwandanordnung eine Vielzahl von Seitenwänden umfasst, wobei eine Seitenwand eine Öffnung und einen Kontaktträger aufweist, die sich über eine Ausdehnung der Öffnung erstrecken, wobei sich der Kontaktträger einstückig von einem ersten Abschnitt der Seitenwand in einem nach außen gerichteten Winkel zu einer Außenfläche der Seitenwand erstreckt, und wobei der Kontaktträger ein freies Ende aufweist, das sich nach innen von der Außenfläche der Seitenwand erstreckt; ein internes Federelement, das aus einem zweiten Material gebildet ist, wobei das Federelement eine Seitenwandanordnung aufweist, die aus einer Vielzahl von Seitenwänden besteht, wobei eine Seitenwand einen länglichen Federarm umfasst, der sich von einem Ende der Seitenwand erstreckt, und wobei eine Außenfläche der Seitenwand und eine Außenfläche des Federarms in derselben Ebene liegen; wobei, wenn das Federelement in die Empfänger des ersten Verbinders eingeführt wird, der Federarm des Federelements eine nach außen gerichtete Kraft auf den Kontaktträger des ersten Verbinders ausübt, um den Kontaktträger nach außen zu verschieben.
Federbetätigte elektrische Steckverbinderanordnung nach Anspruch 16, ferner umfassend einen zweiten elektrisch leitenden Steckverbinder mit einer Aufnahme, die so bemessen ist, dass sie sowohl den ersten Steckverbinder als auch das Federelement aufnimmt, um eine verbundene Position zu definieren, wobei in der verbundenen Position die nach außen gerichtete Kraft, die von dem Federarm auf den Kontaktträger ausgeübt wird, den Kontaktträger nach außen in Eingriff mit einer Innenfläche der Aufnahme des zweiten Verbinders bringt, um den ersten und den zweiten Steckverbinder in der verbundenen Position zu halten, während sie den erhöhten Temperaturen und Wärmezyklen standhalten, die sich aus der Hochleistungs-Hochspannungsanwendung ergeben.
Federbetätigte elektrische Steckverbinderanordnung nach Anspruch 17, wobei der zweite Steckverbinder in eine Sammelschiene integriert ist.
Federbetätigte elektrische Steckverbinderanordnung nach Anspruch 17, wobei der erste Steckverbinder eine Vielzahl von Kontaktträgern umfasst und das Federelement eine Vielzahl von Federarmen umfasst, und wobei in der verbundenen Position ein erster Federarm eine erste nach außen gerichtete Kraft auf einen ersten Kontaktträger ausübt, um den ersten Kontaktträger in Eingriff mit der Innenfläche der Aufnahme zu bringen, und ein zweiter Federarm eine zweite nach außen gerichtete Kraft auf einen zweiten Kontaktträger ausübt, um den zweiten Kontaktträger in Eingriff mit der Innenfläche der Aufnahme zu bringen, wobei die erste nach außen gerichtete Kraft in eine andere Richtung ausgerichtet ist als die zweite nach außen gerichtete Kraft.
Federbetätigte elektrische Steckverbinderanordnung nach Anspruch 16, wobei das erste Material des ersten Steckverbinders ein hochleitfähiges Kupfer ist, das mindestens eine der üblicherweise als C151 oder C110 bezeichneten Kupferlegierungen enthält.
Federbetätigte elektrische Steckverbinderanordnung nach Anspruch 16, wobei das zweite Material des Federelements Federstahl ist.
Federbetätigte elektrische Steckverbinderanordnung nach Anspruch 16, wobei das erste Material des ersten Steckverbinders hochleitendes Kupfer ist und wobei das zweite Material des Federelements Federstahl ist.
Federbetätigte elektrische Steckverbinderanordnung nach Anspruch 16, wobei der Kontaktträger des ersten Steckverbinders aus einem Blech aus hochleitendem Kupfer gebildet ist, das mit einem anderen Material vorbeschichtet wurde.
Federbetätigte elektrische Steckverbinderanordnung nach Anspruch 16, wobei die vom Federarm nach außen gerichtete Kraft am freien Ende des Kontaktträgers aufgebracht wird.
Federbetätigte elektrische Steckverbinderanordnung nach Anspruch 24, wobei der Kontaktträger einen gebogenen Abschlussabschnitt umfasst, der an das freie Ende angrenzt; und wobei die nach außen gerichtete Kraft, die vom Federarm ausgeübt wird, den gebogenen Abschlussabschnitt des Kontaktträgers über die Außenfläche der Seitenwand hinaus verschiebt.
Federbetätigte elektrische Steckverbinderanordnung nach Anspruch 16, wobei das erste Ende des ersten Steckverbinders einen beweglichen Spaten enthält, der den internen Empfänger und das Federelement umschließt.
Federbetätigte elektrische Steckverbinderanordnung nach Anspruch 26, wobei das zweite Ende des ersten Steckverbinders mindestens einen ebenen Spaten enthält.
Federbetätigte elektrische Steckverbinderanordnung nach Anspruch 16, wobei der erste Steckverbinder eine längliche Konfiguration aufweist, so dass eine Länge des ersten Steckverbinders größer ist als sowohl eine Breite als auch eine Höhe eines Querschnitts des ersten Steckverbinders.
Federbetätigte elektrische Steckverbinderanordnung nach Anspruch 16, wobei die nach außen gerichtete Kraft, die von dem Federarm auf den Kontaktträger ausgeübt wird, durch Residual-Materialgedächtnis und Wärmeausdehnung aufgrund der erhöhten Temperaturen und Wärmezyklen erhöht wird, die sich aus der Hochleistungs- und Hochspannungsanwendung ergeben.
Federbetätigte elektrische Steckverbinderanordnung nach Anspruch 16, wobei der erste Steckverbinder eine Vielzahl von Kontaktträgern umfasst, und das Federelement eine Vielzahl von Federarmen umfasst, und wobei ein erster Federarm eine erste nach außen gerichtete Kraft auf einen ersten Kontaktträger ausübt, und ein zweiter Federarm eine zweite nach außen gerichtete Kraft auf einen zweiten Kontaktträger ausübt, wobei die erste nach außen gerichtete Kraft in eine andere Richtung ausgerichtet ist als die zweite nach außen gerichtete Kraft.
Federbetätigte elektrische Steckverbinderanordnung nach Anspruch 16, ferner umfassend eine elektrisch nicht leitende Abdeckung, die einen wesentlichen Teil des ersten Steckverbinders abdeckt, während der Kontaktträger freigelegt wird.
Federbetätigte elektrische Steckverbinderanordnung zur Verwendung zum elektrischen und mechanischen Sichern einer elektrischen Komponente während einer Hochleistungs-Hochspannungsanwendung, wobei die Steckverbinderanordnung Folgendes umfasst: einen ersten Steckverbinder, der aus einem ersten leitenden Material gebildet ist, wobei der erste Steckverbinder eine Seitenwandanordnung aufweist, die einen internen Empfänger definiert, der sich von einem offenen ersten Ende zu einem zweiten Ende erstreckt, wobei die Seitenwandanordnung eine Vielzahl von Seitenwänden umfasst, wobei eine Seitenwand eine längliche Öffnung und einen Kontaktträger aufweist, der sich über eine Ausdehnung der Öffnung erstreckt, wobei sich der Kontaktträger einstückig von einem ersten Abschnitt der Seitenwand in einem nach außen gerichteten Winkel zu einer Außenfläche der Seitenwand erstreckt, und wobei der Kontaktträger ein freies Ende enthält, ein internes Federelement, das aus einem zweiten Material gebildet und so dimensioniert ist, dass es sich in dem Empfänger des ersten Steckverbinders befindet, wobei das Federelement eine Basis und mindestens einen Federarm hat, der sich von der Basis aus erstreckt, einen zweiten Steckverbinder mit einer Aufnahme, die so dimensioniert ist, dass sie sowohl mit dem ersten Steckverbinder als auch mit dem Federelement koppelt, während sich das Federelement innerhalb des Empfängers des ersten Steckverbinders befindet, um eine verbundene Position für den Betrieb der elektrischen Komponente während der Hochleistungs-Hochspannungsanwendung zu definieren, , wobei, um den ersten und den zweiten Steckverbinder während eines längeren Betriebs der elektrischen Komponente in der verbundenen Position zu halten, der Federarm des Federelements eine nach außen gerichtete Kraft auf den Kontaktträger des ersten Steckverbinders ausübt, um den Kontaktträger nach außen zu verschieben und in Eingriff mit einer Innenfläche der Aufnahme des zweiten Steckverbinders zu bringen.
Federbetätigte elektrische Steckverbinderanordnung nach Anspruch 32, wobei das erste Material des ersten Steckverbinders ein hochleitfähiges Kupfer ist, das mindestens eine der Kupferlegierungen enthält, die üblicherweise als C151 oder C110 bezeichnet werden.
Federbetätigte elektrische Steckverbinderanordnung nach Anspruch 32, wobei das zweite Material des Federelements Federstahl ist.
Federbetätigte elektrische Steckverbinderanordnung nach Anspruch 32, wobei das erste Material des ersten Steckverbinders ein hochleitfähiges Kupfer ist, und wobei das zweite Material des Federelements Federstahl ist.
Federbetätigte elektrische Steckverbinderanordnung nach Anspruch 32, wobei die vom Federarm nach außen gerichtete Kraft am freien Ende des Kontaktträgers aufgebracht wird.
Federbetätigte elektrische Steckverbinderanordnung nach Anspruch 32, wobei eine Hochleistungs-Hochspannungsanwendung bewirkt, dass die Steckverbinderanordnung erhöhte Temperaturen und Wärmezyklen erfährt, und wobei die nach außen gerichtete Kraft, die der Federarm in der verbundenen Position auf den Kontaktträger ausübt, durch Residual-Materialgedächtnis und Wärmeausdehnung aufgrund der erhöhten Temperaturen und Wärmezyklen erhöht wird.