EP1965467B1 - Hochstrom-Steckkontakt sowie Hochstrom-Steckvorrichtung - Google Patents

Hochstrom-Steckkontakt sowie Hochstrom-Steckvorrichtung Download PDF

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EP1965467B1
EP1965467B1 EP07023201A EP07023201A EP1965467B1 EP 1965467 B1 EP1965467 B1 EP 1965467B1 EP 07023201 A EP07023201 A EP 07023201A EP 07023201 A EP07023201 A EP 07023201A EP 1965467 B1 EP1965467 B1 EP 1965467B1
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EP
European Patent Office
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current plug
contact
line
shielding
contact element
Prior art date
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Application number
EP07023201A
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English (en)
French (fr)
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EP1965467A1 (de
Inventor
Wolfgang Langhoff
Michael Knödler
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Amphenol Tuchel Electronics GmbH
Original Assignee
Amphenol Tuchel Electronics GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Amphenol Tuchel Electronics GmbH filed Critical Amphenol Tuchel Electronics GmbH
Publication of EP1965467A1 publication Critical patent/EP1965467A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1965467B1 publication Critical patent/EP1965467B1/de
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    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R24/00—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure
    • H01R24/38—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure having concentrically or coaxially arranged contacts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/02—Contact members
    • H01R13/15—Pins, blades or sockets having separate spring member for producing or increasing contact pressure
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01R2201/00—Connectors or connections adapted for particular applications
    • H01R2201/26—Connectors or connections adapted for particular applications for vehicles

Definitions

  • the invention relates to a high-current contact according to claim 1 and to a high-current plug-in device having at least one such high-current contact according to claim 11.
  • the invention is therefore based on the object to propose an alternative plug contact for high-current applications, on the one hand equipped with a high electrical shield and on the other hand, optionally after a small modification, for a variety of contacting tasks, especially in vehicles with an electric or electrically assisted drive is.
  • the high-current plug-in contact should be used as a scalable component in high-current plug-in devices.
  • the object is to propose a scalable high-current plug-in device with at least one high-current plug-in contact.
  • the invention is based on the idea of proposing a preferably at least approximately cylindrical high-current plug contact with a female contact element for contacting an interface in which the female contact element is at least partially, preferably completely, surrounded by a sleeve-shaped enclosure, wherein radially outside the enclosure is in an axial Direction extending, sleeve-shaped shield plate is provided, which is connected by crimping with axial distance to the radially inner socket contact element with the cable shielding of the female contact element contacting line.
  • the casing has the function of fixing the socket contact element and the electrical connection produced therewith, especially against vibration, to protect and on the other hand to ensure electrical insulation of the female contact element against the electrically conductive shielding plate.
  • a support sleeve providing the counterforce is provided. This is arranged coaxially to the line contacting the female contact element, wherein the cable shield is folded around the support sleeve, that is sandwiched between the shield plate and the support sleeve.
  • the support sleeve prevents a disadvantageous for the crimping process sinking the cable shield in an intermediate insulation of the line surrounding the at least one current-carrying wire of the line.
  • the mechanical stability of the high-current plug-in contact is improved and, on the other hand, a good transfer of the shielding from the line to the shielding plate is ensured.
  • the shielding plate is passed on to the interface to be contacted by the shielding plate.
  • the support sleeve in turn rests radially on the outside either on the outer insulation of the line and / or on the exposed cable shielding.
  • the described high-current plug-in contact ensures optimal shielding for improving the EMC due to the sleeve-shaped shielding plate and the optimal shield propagation of the cable shielding to the shielding plate in an offset axially to the female contact element crimping.
  • any number of the described high-current plug contacts can be combined in a surrounding housing as a high-current plug-in device, whereby a multiplicity of different application requirements can be met.
  • high current in the context of the invention are electrical currents with a current of more than 60 A, in particular of about 100 A or understood about it.
  • the high-current plug contact is cylindrical. This distinguishes the high-current plug-in contact from a large number of especially L-shaped high current plug contacts of the prior art.
  • the line is guided on the insertion opening of the female contact element opposite side in the high current plug contact for contacting the female contact element.
  • the envelope surrounding the female contact element is provided as an encapsulation, i. by encapsulation of the female contact element, preferably formed of an electrically insulating plastic.
  • an encapsulation as wrapping an optimal, shape-dependent mechanical fixation of the female contact element is ensured throughout the high-current plug-in contact.
  • electrically insulating plastic additionally ensures the insulation of the socket contact and preferably also of the otherwise exposed terminal area.
  • the envelope in shell construction, in particular from injection-molded parts, wherein the shell parts are preferably locked together.
  • the envelope thus formed is provided with radial stops or radial fixings for the received female contact element.
  • the sheath i. the at least two shell parts, formed of an electrically insulating plastic.
  • the Support sleeve for the fixation preferably with axial distance to the crimping of the shield plate, is crimped with the line shield with the line.
  • the support sleeve in particular made of metal, is crimped with the outer jacket insulation of the line.
  • the support sleeve is not crimped or only with an axial Abschitt with the outer sheath insulation and otherwise rests directly on the cable shield and thus crimped in the latter case both with the cable shield and an intermediate insulation of the line.
  • the envelope in particular formed as an encapsulation or shell component, is led beyond the female contact element in the axial direction and rests radially outward on the intermediate insulation of the line surrounding at least one core.
  • the wire exposed in the axial direction and contacted with the socket contact element is thus insulated, so that accidental contacting of the outer shielding plate is reliably avoided.
  • the socket contact element comprises a so-called Radsok contact, which is available in different sizes.
  • a Radsok contact a shock-insensitive contacting of an interface, in particular a contact pins, can be ensured.
  • An advantage is an embodiment in which the shroud is not directly contacted with a shield of the contacting interface, that is not directly applied to this, but that is provided to ensure a reliable Schirmübergabe an abutting on the shield plate shield ring.
  • this shield ring contributes to the mechanical stabilization of the shielding plate in the area of its front side and also ensures a secure contacting of the shielding of the interface.
  • the shield ring comprises a sleeve-shaped portion, which is received radially between the shield plate and the sheath, in particular clamped between these components.
  • the actual contacting of the interface via a slat portion of the shield plate which is bent backwards around the end face of the shielding plate and is resilient in the radial direction.
  • the slat portion takes the shield plate by clamping.
  • the contacting of the interface takes place with the radially outer circumferential surface of a portion of the shielding plate surrounding the lamella portion of the shield ring.
  • the invention also relates to a high-current plug-in device having at least one high-current plug-in contact as described above, wherein the at least one high-current plug contact is surrounded by a protective housing.
  • the protective housing is formed as encapsulation. It is essential that the protective or surrounding housing is formed from an electrically insulating material. Alternatively, it is conceivable that the protective housing in shell construction, in particular with two mutually latchable shell elements, form. If required, the high-current plug-in device can be provided with additional functionalities, such as a pilot contact.
  • the high-current plug-in device according to the invention is characterized in that it is scalable, i. can be manufactured or equipped with a virtually any number of high-current plug contacts. It is also conceivable to provide plug contacts in different sizes.
  • the seal is formed by the protective housing itself.
  • the protective housing forming encapsulation a material that connects to the outer jacket insulation of the line of the high-current plug-in contact.
  • the sealing preferably takes place by a fusion of the encapsulation material with the insulation material of the line.
  • the outer diameter of the seal used is preferably greater than the diameter of the mounting opening receiving the seal.
  • the inner diameter of the seal used may be less than the outer diameter of the conduit.
  • the at least one seal used is preferably a lamellar seal with a plurality of lamellae arranged axially next to one another and each extending in the circumferential direction. Such a lamellar seal acts as a labyrinth seal, which reliably prevents the ingress of media, in particular even if individual lamellae should be damaged.
  • an embodiment is advantageous in which to dispense with a separate seal and the sealing function of the support sleeve and the shield plate are taken.
  • media can penetrate into the protective housing, a penetration to the actual socket contact is on the other hand prevented by the tight connection of the support sleeve to the line on the one hand and the tight connection of the shield plate to the support sleeve.
  • Fig. 1 For example, a high current plug contact for contacting applications with currents between about 60 A and about 150 A is shown.
  • the sleeve-shaped high-current plug-in contact 1 comprises as a core element a socket contact element 2 with a sleeve-shaped Radsok contact, for example, in the German application DE 10 2005 013 633.8 is described. Furthermore, the socket contact element 2 comprises a metallic holding element 5 with two mutually opposite blind holes 6, 7, wherein the right in the plane of the blind hole has a smaller inner diameter than that receiving the Radsok contact Blind hole 6.
  • the single, central core 8 of a line 9 is guided and contacted with the holding element 5 and thus also with the Radsok contact 3 electrically conductive.
  • the line 9 is a coaxial cable with an outer sheath insulation 10, a radially arranged inside the outer sheath insulation 10, designed as a braided shielding shield 11, a radially located within the cable shield 11 intermediate insulation 12 and the central core.
  • the female contact element 2 is encapsulated with a sheath 13, which projects beyond the spring-shaped end face 14 of the female contact element 2 in the radial direction and projects radially inwardly over an annular end face 15 of a retaining sleeve 16 of the Radsok contact 3 and thus the Radsok contact 3 in axial Direction in the blind hole 6 secures.
  • the envelope 13 formed of electrically insulating material is in the axial direction of the drawing plane to the right via the socket contact element 2, in particular the holding element 5, led out and extends in the plane of the right conical and forms an opening channel 17 for the wire 8 with intermediate insulation 12.
  • the intermediate insulation 12 lies with its outer circumferential surface directly to a peripheral wall 18 of the opening channel 17 at.
  • the envelope 13 thus isolates not only the entire holding element 5, but also the line 9 or the wire 8, whereby a sealed chamber is formed by the blind hole 7.
  • the holding element 5 is provided in the region of the bottom of the blind hole 7 with an outer circumferential collar 19, which prevents axial displacement of the sheath 13 relative to the socket contact element 2.
  • an abutment collar 20 for a radially outer, sleeve-shaped shroud 21 1 is formed.
  • Another, two-part plant collar 22 for the shroud 21 is provided in the axial direction in the plane of the right offset from the plant 20.
  • the shield plate 21 extends from radially outside the insertion opening 4 in the axial direction beyond the sheath 13 addition, wherein the shroud 21 is crimped with axial distance to the opening channel 17 of the sheath 13 with the cable shield 11 in a first Vercrimpungs Scheme 23.
  • a metallic support sleeve 24 is arranged radially inside the Vercrimpungs Schemees 23, which extends in the axial direction on the shield plate 21 addition and is crimped in a second Vercrimpungs Scheme 25 with the outer sheath insulation 10 of the line 9.
  • the second Vercrimpungs Scheme is axially offset from the first Vercrimpungs Scheme 23.
  • the pushed onto the line 9 support sleeve 24 is radially inwardly directly on the outer jacket insulation 10 of the line 9.
  • a usually directly on the intermediate insulation 12 resting portion 26 of the cable shield 11 is in the plane of the drawing after right around the outer jacket insulation 10 and arranged on the outer jacket insulation 10 support sleeve 24 folded.
  • the folded portion 26 of the cable shield 11 is sandwiched between the first crimping portion 23 of the shielding plate 11 and the supporting sleeve 24.
  • the freed from the folded portion 26 of the cable shield 11 axial portion 27 of the line 9 projects beyond the support sleeve 24 in the axial direction and is guided in the direction of holding element 5, wherein the intermediate insulation 12 of the axial portion 27 extends only into the opening channel 17 inside.
  • the core 8 is completely stripped.
  • Fig. 2 the principle of the screen transfer from the cable shield 11 to the shield plate 21 in the first Vercrimpungs Scheme 23 is shown in detail. It can be seen that the cable shield 11 extends directly along the intermediate insulation 12 and is bent in the plane of the drawing to the right about the intermediate insulation 12 and the support sleeve 24 around. As a result, the annular end faces 28, 29 of the support sleeve 24 and the outer jacket insulation 10 are spanned by the line shield 1.
  • the folded portion 26 of the cable shield 11 extends substantially parallel to the voltage applied to the intermediate insulation 12 main portion 30 of the cable shield eleventh
  • Fig. 3 a complete high current plug-in contact 1 is shown.
  • the support sleeve 24 can be seen, which is crimped in the second Vercrimpungs Scheme 25 with the outer sheath insulation 10 of the line 9 and which projects beyond the shield plate 21 in the axial direction.
  • a shield ring 31 can be seen, by means of which the shield is passed from the shield plate 21 to an interface.
  • the shield ring 31 comprises an outer, radially resilient fin section 32, with which the actual screen transfer takes place.
  • the fin section 32 is arranged radially outside of the shielding plate 21 and exerts a spring force radially inwardly on the shield plate 21.
  • a radially inwardly located sleeve-shaped portion 33 (see Fig. 3b ) is sandwiched between the shroud 21 and the sheath 13 when assembled.
  • a three-pole high-current plug-in device 34 is shown in this embodiment.
  • a protective housing 35 three juxtaposed high-current plug contacts 1 are added, the juxtaposed shield rings 31 are arranged on the front housing front side.
  • Slat seal 36 shown in detail is provided, each slat seal 36 being received in a separate mounting opening 37 in the protective housing 35.
  • the louver seal 36 includes a plurality of circumferentially extending and axially spaced louvers 38 which together form a seal labyrinth.

Landscapes

  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Hochstromkontakt gemäß Anspruch 1 sowie eine Hochstrom-Steckvorrichtung mit mindestens einem derartigen Hochstromkontakt gemäß Anspruch 11.
  • Auf dem technischen Gebiet der elektrischen Kontaktierung von elektrischen und/oder elektronischen Geräten zur Realisierung eines (teil-) elektrischen Antriebs, insbesondere eines Hybridantriebs in Fahrzeugen werden aufgrund der hohen Leistungsanforderungen und der rauen Umgebungsbedingungen bisher nur in Einzelfällen Steckverbinder eingesetzt. Bei den wenigen bekannten Steckverbindern handelt es sich um applikationsspezifische Entwicklungen, welche sich durch die hohen Anforderungen an die elektrische Abschirmung und die Abdichtung gegenüber Medien, insbesondere gegenüber Feuchtigkeit, nur schwer oder gar nicht auf weitere Anwendungen im Fahrzeug adaptieren lassen. Ein solcher Hochstromsteckkontakt ist in der WO 2006013027 A offenbart.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen alternativen Steckkontakt für Hochstromanwendungen vorzuschlagen, der einerseits mit einer hohen elektrischen Abschirmung ausgestattet ist und der andererseits, gegebenenfalls nach einer geringen Modifikation, für die verschiedensten Kontaktierungsaufgaben, insbesondere in Fahrzeugen mit einem elektrischen oder elektrisch unterstützten Antrieb einsetzbar ist. Insbesondere soll der Hochstrom-Steckkontakt als skalierbare Komponente in Hochstrom-Steckvorrichtungen einsetzbar sein. Ferner besteht die Aufgabe darin, eine skalierbare Hochstrom-Steckvorrichtung mit mindestens einem Hochstrom-Steckkontakt vorzuschlagen.
  • Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Hochstrom-Steckkontaktes mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und hinsichtlich der Hochstrom-Steckvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, einen bevorzugt zumindest näherungsweise zylinderförmigen Hochstrom-Steckkontakt mit einem Buchsenkontaktelement zum Kontaktieren einer Schnittstelle vorzuschlagen, bei dem das Buchsenkontaktelement zumindest abschnittsweise, vorzugsweise vollständig, von einer hülsenförmigen Umhüllung umgeben ist, wobei radial außerhalb der Umhüllung ein sich in axialer Richtung erstreckendes, hülsenförmiges Schirmblech vorgesehen ist, welches durch Vercrimpen mit Axialabstand zu dem radial inneren Buchsenkontaktelement mit der Leitungsschirmung einer das Buchsenkontaktelement kontaktierenden Leitung verbunden ist. Die Umhüllung hat dabei einerseits die Funktion, das Buchsenkontaktelement zu fixieren und die mit diesem hergestellte elektrische Verbindung, insbesondere gegen Erschütterungen, zu schützen und andererseits eine elektrische Isolation des Buchsenkontaktelementes gegenüber dem elektrisch leitenden Schirmblech zu gewährleisten. Um die für das Vercrimpen des hülsenförmigen Schirmbleches mit der radial innerhalb befindlichen Leitungsschirmung, die bevorzugt als Schirmgeflecht ausgebildet ist, sicherzustellen, ist eine die Gegenkraft bereitstellende Stützhülse vorgesehen. Diese ist koaxial zu der das Buchsenkontaktelement kontaktierenden Leitung angeordnet, wobei die Leitungsschirmung um die Stützhülse umgeschlagen ist, also sandwichartig zwischen dem Schirmblech und der Stützhülse aufgenommen ist. Zusätzlich verhindert die Stützhülse ein für den Vercrimpungsprozess nachteiliges Einsinken der Leitungsschirmung in eine Zwischenisolierung der Leitung, die die mindestens eine stromführende Ader der Leitung umgibt. Aufgrund der Vercrimpung der Leitungsschirmung mit dem Schirmblech wird einerseits die mechanische Stabilität des Hochstrom-Steckkontaktes verbessert und andererseits eine gute Weitergabe der Schirmung von der Leitung auf das Schirmblech gewährleistet. Von dem Schirmblech wiederum wird, wie später noch erläutert werden wird, die Schirmung an die zu kontaktierende Schnittstelle weitergegeben. Die Stützhülse wiederum liegt radial außen entweder an der Außenisolierung der Leitung und/oder an der freigelegten Leitungsschirmung an. Der beschriebene Hochstrom-Steckkontakt gewährleistet eine optimale Schirmung zur Verbesserung der EMV aufgrund des hülsenförmigen Schirmbleches und der optimalen Schirmweitergabe von der Leitungsschirmung an das Schirmblech in einem axial zu dem Buchsenkontaktelement versetzten Crimpungsbereich. Ferner lassen sich eine beliebige Anzahl von den beschriebenen Hochstrom-Steckkontakten in einem Umgehäuse als Hochstrom-Steckvorrichtung zusammenfassen, wodurch eine Vielzahl von unterschiedlichen Anwendungsanforderungen erfüllt werden können. Unter Hochstrom im Sinne der Erfindung werden elektrische Ströme mit einer Stromstärke von mehr als 60 A, insbesondere von etwa 100 A oder darüber verstanden.
  • In Ausgestaltung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass der Hochstrom-Steckkontakt zylindrisch ausgebildet ist. Dies unterscheidet den Hochstrom-Steckkontakt von einer Vielzahl von insbesondere L-förmigen Hochstrom-Steckkontakten aus dem Stand der Technik. Die Leitung ist auf der der Einstecköffnung des Buchsenkontaktelementes gegenüberliegenden Seite in den Hochstrom-Steckkontakt zur Kontaktierung des Buchsenkontaktelementes hineingeführt.
  • Von besonderem Vorteil ist es, wenn die das Buchsenkontaktelement umgebende Umhüllung als Umspritzung, d.h. durch Umspritzen des Buchsenkontaktelementes, bevorzugt aus einem elektrisch isolierenden Kunststoff ausgebildet ist. Insbesondere durch die Wahl einer Umspritzung als Umhüllung wird eine optimale, formumnabhängige mechanische Fixierung des Buchsenkontaktelementes im gesamten Hochstrom-Steckkontakt sichergestellt. Durch die Wahl von elektrisch isolierendem Kunststoff wird zusätzlich die Isolierung des Buchsenkontaktes und bevorzugt auch des ansonsten freiliegenden Anschlussbereiches sichergestellt.
  • Als Alternative ist es denkbar, die Umhüllung in Schalenbauweise, insbesondere aus Spritzgussteilen auszubilden, wobei die Schalenteile bevorzugt miteinander verrastbar sind. Zur Sicherstellung einer mechanischen Fixierung des Buchsenkontaktelementes ist es von Vorteil, wenn die so gebildete Umhüllung mit Radialanschlägen bzw. Radialfixierungen für das aufgenommene Buchsenkontaktelement versehen ist. Bevorzugt ist auch bei einer derartigen Ausgestaltung die Umhüllung, d.h. die mindestens zwei Schalenteile, aus einem elektrisch isolierenden Kunststoff ausgebildet.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass die Stützhülse zu deren Fixierung, bevorzugt mit Axialabstand zu der Vercrimpungsstelle des Schirmbleches, mit der Leitungsschirmung mit der Leitung vercrimpt ist. Bevorzugt ist die, insbesondere aus Metall ausgebildete Stützhülse dabei mit der äußeren Mantelisolierung der Leitung vercrimpt. Denkbar ist auch eine Ausführungsform, bei der die Stützhülse nicht oder nur mit einem Axialabschitt mit der äußeren Mantelisolierung vercrimpt ist und ansonsten unmittelbar auf der Leitungsschirmung aufliegt und somit im letzteren Fall sowohl mit der Leitungsschirmung als auch einer Zwischenisolierung der Leitung vercrimpt ist. Insbesondere zum Verhindern des Eindringens von Medien in den Bereich des Buchsenkontaktelementes ist es von Vorteil, wenn die, insbesondere als Umspritzung oder Schalenbauelement ausgebildete Umhüllung in axialer Richtung über das Buchsenkontaktelement hinausgeführt ist und radial außen an der mindestens eine Ader umgebenden Zwischenisolierung der Leitung anliegt. Insbesondere wird somit die in axialer Richtung freigelegte und mit dem Buchsenkontaktelement kontaktierte Ader isoliert, so dass eine (versehentliche) Kontaktierung des äußeren Schirmbleches sicher vermieden wird.
  • Bevorzugt umfasst das Buchsenkontaktelement einen sogenannten Radsok-Kontakt, der in unterschiedlichen Baugrößen erhältlich ist. Mittels eines Radsok-Kontaktes kann eine erschütterungsunempfindliche Kontaktierung einer Schnittstelle, insbesondere eines Kontaktpins, sichergestellt werden.
  • Von Vorteil ist eine Ausführungsform, bei der das Schirmblech nicht unmittelbar mit einer Schirmung der kontaktierenden Schnittstelle kontaktiert ist, d.h. nicht unmittelbar an dieser anliegt, sondern dass zum Sicherstellen einer verlässlichen Schirmübergabe ein an dem Schirmblech anliegender Schirmring vorgesehen ist. Dieser Schirmring trägt unter anderem zur mechanischen Stabilisierung des Schirmbleches im Bereich seiner Stirnseite bei und sorgt darüber hinaus für eine sichere Kontaktierung der Schirmung der Schnittstelle.
  • Mit Vorteil umfasst der Schirmring einen hülsenförmigen Abschnitt, der radial zwischen dem Schirm-blech und der Umhüllung aufgenommen ist, insbesondere zwischen diesen Bauteilen geklemmt ist.
  • Die eigentliche Kontaktierung der Schnittstelle erfolgt über einen Lamellenabschnitt des Schirmbleches, der nach hinten um die Stirnseite des Schirmbleches umgebogen ist und in radialer Richtung federnd ausgebildet ist. Bevorzugt nimmt der Lamellenabschnitt das Schirmblech klemmend auf. Die Kontaktierung der Schnittstelle erfolgt mit der radial äußeren Mantelfläche des einen Abschnitt des Schirmblechs umgebenden Lamellenabschnitt des Schirmrings.
  • Gegenstand der Erfindung ist auch eine Hochstrom-Steckvorrichtung mit mindestens einem zuvor beschriebenen Hochstrom-Steckkontakt, wobei der mindestens eine Hochstrom-Steckkontakt von einem Schutzgehäuse umgeben ist. Bevorzugt ist das Schutzgehäuse als Umspritzung ausgebildet. Wesentlich ist, dass das Schutz- bzw. Umgehäuse aus einem elektrisch isolierenden Material ausgebildet ist. Alternativ ist es denkbar, das Schutzgehäuse in Schalenbauweise, insbesondere mit zwei miteinander verrastbaren Schalenelementen, auszubilden. Die Hochstrom-Steckvorrichtung kann bei Bedarf mit weiteren Funktionalitäten, wie beispielsweise einem Pilotkontakt, versehen werden. Die erfindungsgemäße Hochstrom-Steckvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass sie skalierbar ist, d.h. mit einer nahezu beliebigen Anzahl von Hochstrom-Steckkontakten herstellbar bzw. ausrüstbar ist. Ebenso ist es denkbar, Steckkontakte in unterschiedlichen Größen vorzusehen.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist sichergestellt, dass das Schutzgehäuse gegenüber seiner Umgebung, insbesondere zum Verhindern des Eintrittes von Flüssigkeiten, abgedichtet ist. Von Vorteil ist dabei eine Ausführungsform, bei der die Abdichtung von dem Schutzgehäuse selbst gebildet ist. Hierzu ist es von Vorteil, für die das Schutzgehäuse bildende Umspritzung ein Material zu wählen, dass sich mit der äußeren Mantelisolation der Leitung des Hochstrom-Steckkontaktes verbindet. Die Abdichtung erfolgt hierbei bevorzugt durch ein Verschmelzen des Umspritzungsmaterials mit dem Isolierungsmaterial der Leitung. Alternativ dazu ist es denkbar, eine Einzel- oder Gruppenabdichtung zur Abdichtung des Leitungseingangs einzusetzen. Dichtwirkung wird hierbei über eine Pressung der Dichtung erreicht. Dabei ist der Außendurchmesser der zur Anwendung kommenden Dichtung bevorzugt größer als der Durchmesser der die Dichtung aufnehmenden Montageöffnung. Zusätzlich oder alternativ kann der Innendurchmesser der zur Anwendung kommenden Dichtung geringer sein als der Außendurchmesser der Leitung. Bevorzugt handelt es sich bei der mindestens einen zur Anwendung kommenden Dichtung um eine Lamellendichtung mit mehreren axial nebeneinander angeordneten und sich jeweils in Umfangsrichtung erstreckenden Lamellen. Eine derartige Lamellendichtung wirkt als Labyrinthdichtung, die ein Eindringen von Medien sicher verhindert, insbesondere auch dann, wenn einzelne Lamellen beschädigt werden sollten.
  • Des weiteren ist eine Ausführungsform von Vorteil, bei der auf eine separate Dichtung verzichtet wird und die Dichtfunktion von der Stützhülse und dem Schirmblech übernommen werden. Bei dieser Ausführungsform ist es zwar denkbar, dass Medien in das Schutzgehäuse eindringen können, ein Vordringen zu dem eigentlichen Buchsenkontakt wird jedoch durch die dichte Verbindung der Stützhülse zur Leitung einerseits und die dichte Verbindung des Schirmbleches zur Stützhülse andererseits verhindert.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:
    • Fig. 1
    eine geschnittene, perspektivische Darsiellung eines Hochstrom-Kontaktes, bei dem aus Übersichtlichkeitsgründen ein Schirmring zur Übergabe der Schirmung an eine Schnittstelle weggelassen wurde,
    Fig. 2
    eine geschnittene Darstellung eines Teilabschnitts des Hochstrom-Steckkontaktes gemäß Fig. 1,
    Fig. 3a
    eine Seitenansicht eines Hochstrom-Steckkontaktes mit Schirmring,
    Fig. 3b
    eine perspektivische Darstellung des Schirmrings in Alleinstellung,
    Fig. 4a
    eine perspektivische Darstellung einer dreipoligen Hochstrom-Steckverbindung mit drei Hochstrom-Steckkontakten und
    Fig. 4b
    eine perspektivische Darstellung einer bei der Hochstrom-Steckvorrichtung gemäß Fig. 4a zur Anwendung kommenden Lamellendichtung.
  • In den Figuren sind gleiche Bauteile und Bauteile mit der gleichen Funktion mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
  • In Fig. 1 ist ein Hochstrom-Steckkontakt für Kontaktierungsanwendungen mit Stromstärken zwischen etwa 60 A und etwa 150 A gezeigt.
  • Der hülsenförmige Hochstrom-Steckkontakt 1 umfasst als Kernelement ein Buchsenkontaktelement 2 mit einem hülsenförmigen Radsok-Kontakt, der beispielsweise in der deutschen Anmeldung DE 10 2005 013 633.8 beschrieben ist. Der Radsok-Kontakt 3 bildet eine stirnseitige Einstecköffnung 4 des Buchsenkontaktelementes 2. Ferner umfasst das Buchsenkontaktelement 2 ein metallisches Halteelement 5 mit zwei einander gegenüberliegenden Sacklöchern 6, 7, wobei das in der Zeichnungsebene rechte Sackloch einen geringeren Innendurchmesser aufweist als das den Radsok-Kontakt aufnehmende Sackloch 6.
  • In das Sackloch 7 ist in axialer Richtung die einzige, zentrische Ader 8 einer Leitung 9 hineingeführt und mit dem Halteelement 5 und somit auch mit dem Radsok-Kontakt 3 elektrisch leitend kontaktiert.
  • Bei der Leitung 9 handelt es sich um ein Koaxialkabel mit einer äußeren Mantelisolierung 10, einer radial innerhalb der äußeren Mantelisolierung 10 angeordneten, als Schirmgeflecht ausgebildeten Leitungsschirmung 11, einer radial innerhalb der Leitungsschirmung 11 befindlichen Zwischenisolierung 12 und der zentrischen Ader 8.
  • Das Buchsenkontaktelement 2 ist mit einer Umhüllung 13 umspritzt, die die springförmige Stirnseite 14 des Buchsenkontaktelementes 2 in radialer Richtung überragt und nach radial innen bis über eine ringförmige Stirnseite 15 einer Haltehülse 16 des Radsok-Kontaktes 3 ragt und somit den Radsok-Kontakt 3 in axialer Richtung in dem Sackloch 6 sichert.
  • Die aus elektrisch isolierendem Material gebildete Umhüllung 13 ist in axialer Richtung der Zeichnungsebene nach rechts über das Buchsenkontaktelement 2, insbesondere das Halteelement 5, hinausgeführt und verläuft in der Zeichnungsebene rechts konisch zu und bildet einen Öffnungskanal 17 für die Ader 8 mit Zwischenisolierung 12. Die Zwischenisolierung 12 liegt dabei mit ihrer äußeren Mantelfläche unmittelbar an einer Umfangswand 18 des Öffnungskanals 17 an. Die Umhüllung 13 isoliert somit nicht nur das gesamte Halteelement 5, sondern auch die Leitung 9 bzw. die Ader 8, wodurch von dem Sackloch 7 eine dichte Kammer gebildet wird.
  • Das Halteelement 5 ist im Bereich des Bodens des Sacklochs 7 mit einem äußeren Umfangsbund 19 versehen, der ein axiales Verschieben der Umhüllung 13 relativ zu dem Buchsenkontaktelement 2 verhindert. Radial außerhalb des Umfangsbundes 19 wird von der Umhüllung 13 ein Anlagebund 20 für ein radial äußeres, hülsenförmiges Schirmblech 21 1 gebildet. Ein weiterer, zweigeteilter Anlagebund 22 für das Schirmblech 21 ist in axialer Richtung in der Zeichnungsebene rechts versetzt von dem Anlagebund 20 vorgesehen.
  • Das Schirmblech 21 erstreckt sich von radial außerhalb der Einstecköffnung 4 in axialer Richtung über die Umhüllung 13 hinaus, wobei das Schirmblech 21 mit Axialabstand zu dem Öffnungskanal 17 der Umhüllung 13 mit der Leitungsschirmung 11 in einem ersten Vercrimpungsbereich 23 vercrimpt ist. Hierzu ist radial innerhalb des Vercrimpungsbereiches 23 eine metallische Stützhülse 24 angeordnet, die sich in axialer Richtung über das Schirmblech 21 hinaus erstreckt und in einem zweiten Vercrimpungsbereich 25 mit der äußeren Mantelisolierung 10 der Leitung 9 vercrimpt ist. Dabei ist der zweite Vercrimpungsbereich axial versetzt zu dem ersten Vercrimpungsbereich 23 angeordnet.
  • Die auf die Leitung 9 aufgeschobene Stützhülse 24 liegt radial innen unmittelbar auf der äußeren Mantelisolierung 10 der Leitung 9 auf. Ein üblicherweise unmittelbar auf der Zwischenisolierung 12 aufliegender Abschnitt 26 der Leitungsschirmung 11 ist in der Zeichnungsebene nach rechts um die äußere Mantelisolierung 10 sowie die auf der äußeren Mantelisolierung 10 angeordnete Stützhülse 24 umgeschlagen. Anders ausgedrückt ist der umgeschlagene Abschnitt 26 der Leitungsschirmung 11 sandwichartig zwischen dem ersten Vercrimpungsbereich 23 des Schirmbleches 11 und der Stützhülse 24 aufgenommen. Der von dem umgeschlagenen Abschnitt 26 der Leitungsschirmung 11 befreite Axialabschnitt 27 der Leitung 9 überragt die Stützhülse 24 in axialer Richtung und ist in Richtung Halteelement 5 geführt, wobei sich die Zwischenisolierung 12 des Axialabschnitts 27 nur bis in den Öffnungskanal 17 hinein erstreckt. In axialer Richtung davor, d.h. in der Zeichnungsebene links, ist die Ader 8 vollständig abisoliert.
  • In Fig. 2 ist das Prinzip der Schirmübergabe von der Leitungsschirmung 11 auf das Schirmblech 21 im ersten Vercrimpungsbereich 23 im Detail dargestellt. Zu erkennen ist, dass die Leitungsschirmung 11 unmittelbar entlang der Zwischenisolierung 12 verläuft und nach in der Zeichnungsebene rechts um die Zwischenisolierung 12 und die Stützhülse 24 herum gebogen ist. Hierdurch sind die ringförmigen Stirnseiten 28, 29 der Stützhülse 24 und der äußeren Mantelisolierung 10 von der Leitungsschirmung 1 überspannt. Der umgeschlagene Abschnitt 26 der Leitungsschirmung 11 erstreckt sich im wesentlichen parallel zu dem an der Zwischenisolierung 12 anliegenden Hauptabschnitt 30 der Leitungsschirmung 11.
  • In Fig. 3 ist ein vollständiger Hochstrom-Steckkontakt 1 gezeigt. Zu erkennen ist das äußere Schirmblech 21, das im ersten Vercrimpungsbereich 23 mit dem umgeschlagenen Abschnitt 26 der Leitungsschirmung 11 vercrimpt ist. Ferner ist die Stützhülse 24 zu erkennen, die im zweiten Vercrimpungsbereich 25 mit der äußeren Mantelisolierung 10 der Leitung 9 vercrimpt ist und die das Schirmblech 21 in axialer Richtung überragt.
  • In der Zeichnungsebene links ist an dem Hochstrom-Steckkontakt 1 ein Schirmring 31 zu erkennen, mittels dem die Schirmung von dem Schirmblech 21 an eine Schnittstelle weitergegeben wird.
  • Der Schirmring 31 umfasst einen äußeren, radial federnden Lamellenabschnitt 32, mit dem die eigentliche Schirmweitergabe erfolgt. Der Lamellenabschnitt 32 ist radial außerhalb des Schirmbleches 21 angeordnet und übt radial nach innen auf das Schirmblech 21 eine Federkraft aus. Ein radial innerhalb befindlicher hülsenförmiger Abschnitt 33 (vergleiche Fig. 3b) ist im montierten Zustand sandwichartig zwischen dem Schirmblech 21 und der Umhüllung 13 aufgenommen.
  • In Fig. 4a ist eine in diesem Ausführungsbeispiel dreipolige Hochstrom-Steckvorrichtung 34 gezeigt. Innerhalb eines in diesem Ausführungsbeispiel zweischaligen Schutzgehäuses 35 sind drei nebeneinander angeordnete Hochstrom-Steckkontakte 1 aufgenommen, wobei die nebeneinander angeordneten Schirmringe 31 auf der vorderen Gehäusestirnseite angeordnet sind. Zur Abdichtung des Schutzgehäuses 35 gegenüber den Leitungen 9 der Hochstrom-Steckkontakte 1 ist jeweils eine in Fig. 4b im Detail gezeigte Lamellendichtung 36 vorgesehen, wobei jede Lamellendichtung 36 in einer eigenen Montageöffnung 37 im Schutzgehäuse 35 aufgenommen ist.
  • Die Lamellendichtung 36 umfasst mehrere, sich in Umfangsrichtung erstreckende und axial beabstandete Lamellen 38, die gemeinsam ein Dichtungslabyrinth bilden.
    • Bezugszeichenliste
  • 1 Hochstrom-Steckkontakt 21 Schirmblech
    2 Buchsenkontaktelement 22 Anlagebund
    3 Radsok-Kontakt 23 Erster Vercrimpungsbereich
    4 Einstecköffnung 24 Stützhülse
    5 Halteelement 25 Zweiter Vercrimpungsbereich
    6 Sackloch 26 Umgeschlagener Abschnitt der Leitungsschirmung
    7 Sackloch 27 Axialabschnitt
    8 Kontaktader 28 Stirnseite
    9 Leitung 29 Stirnseite
    10 Äußere Mantelisolierung 30 Hauptabschnitt
    11 Leitungsschirmung 31 Schirmring
    12 Zwischenisolierung 32 Lamellenabschnitt
    13 Umhüllung 33 Hülsenförmiger Abschnitt
    14 Stirnseite 34 Hochstrom-Steckvorrichtung
    15 Stirnseite 35 Schutzgehäuse
    16 Haltehülse 36 Lamellendichtung
    17 Öffnungskanal 37 Montageöffnung
    18 Umfangswand 38 Lamellen
    19 Umfangsbund
    20 Anlagebund

Claims (14)

  1. Hochstrom-Steckkontakt (1) mit mindestens einer, mindestens ein eine stirnseitige Einstecköffnung (4) aufweisendes Buchsenkontaktelement (2) elektrisch kontaktierenden, eine Leitungsschirmung (11) umfassenden Leitung (9), und mit einer das Buchsenkontaktelement (2) umschließenden, hülsenförmigen Umhüllung (13), die radial zwischen dem Buchsenkontaktelement (2) und einem hülsenförmigen Schirmblech (21) ausgenommen ist, und mit einer mit Axialabstand zu dem Buchsenkontaktelement (2) angeordneten, die Leitung (9) koaxial umschließenden Stützhülse (24), um die ein Abschnitt (26) der Leitungsschirmung (11) umgeschlagen ist, derart, dass sich der umgeschlagene Abschnitt der Leitungsschirmung (26) radial zwischen der Stützhülse (24) und dem Schirmblech (21) befindet, wobei das Schirmblech (21) mit dem umgeschlagenen Abschnitt der Leitungsschirmung (26) vercrimpt ist, wobei
    die Umhüllung (13) in axialer leitungsseitiger Richtung über das Buchsenkontaktelement (2) hinaus geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung radial außen an einer Zwischenisolierung (12) der Leitung anliegt.
  2. Hochstrom-Steckkontakt nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Hochstrom-Steckkontakt (1) zumindest nährungsweise zylindrisch ausgebildet ist und dass die Leitung (9) in axialer Richtung auf der der die Einstecköffnung (4) aufweisenden Stirnseite gegenüberliegenden Stirnseite in das Buchsenkontaktelement (2) geführt ist.
  3. Hochstrom-Steckkontakt nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die hülsenförmige Umhüllung (13) durch Umspritzen des Buchsenkontaktelementes (2), insbesondere mit einem elektrisch isolierenden Kunststoff, gebildet ist.
  4. Hochstrom-Steckkontakt nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die hülsenförmige Umhüllung (13) als mehrschalige, insbesondere zweischalige, Hülse (16), insbesondere aus einem elektrisch isolierenden Kunststoff, gebildet ist.
  5. Hochstrom-Steckkontakt nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Stützhülse (24), insbesondere mit Axialabstand zu der Vercrimpungsstelle (23) der Schirmhülse mit der Leitungsschirmung (11), mit der Leitung (9), insbesondere mit einer äußeren Mantelisolierung (10) der Leitung (9), vercrimpt ist.
  6. Hochstrom-Steckkontakt nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Buchsenkontaktelement (2) einen Radsok-Kontakt (3) umfasst.
  7. Hochstrom-Steckkontakt nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zur Weitergabe der Schirmung (11) von dem Schirmblech (21) an eine zu kontaktierende Schnittstelle ein Schirmring (31) vorgesehen, der elektrisch leitend mit dem Schirmblech (21) verbunden ist.
  8. Hochstrom-Steckkontakt nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein hülsenförmiger Abschnitt (33) des Schirmrings (31) radial zwischen dem Schirmblech (21) und der Umhüllung (13) aufgenommen ist.
  9. Hochstrom-Steckkontakt nach einem der Ansprüche 7 oder 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein Abschnitt des Schirmblechs (21) radial innerhalb eines äußeren, federnden, Lamellenabschnitts (32) des Schirmrings (31), der um eine Stirnseite des Schirmblechs (21) umgebogen ist, klemmend aufgenommen ist.
  10. Hochstrom-Steckvorrichtung mit mindestens einem Hochstrom-Steckkontakt (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüchen und einem diesen zumindest abschnittsweise umgebenden Schutzgehäuse (35).
  11. Hochstrom-Steckvorrichtung nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Schutzgehäuse (35) als Umspritzung ausgebildet ist.
  12. Hochstrom-Steckvorrichtung nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Schutzgehäuse (35) in Schalenbauweise aufgebaut ist.
  13. Hochstrom-Steckvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Leitung (9) gegenüber dem Gehäuse (35), insbesondere mittels einer Lamellendichtung (36), abgedichtet ist.
  14. Hochstrom-Steckvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass innerhalb des Gehäuses (35) mehrere nebeneinander angeordnete, bevorzugt parallel zueinander verlaufende Hochstrom-Steckkontakte (1) vorgesehen sind.
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