EP3599670A1 - Steckerbuchse, steckerpin und stecker - Google Patents

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EP3599670A1
EP3599670A1 EP19170995.5A EP19170995A EP3599670A1 EP 3599670 A1 EP3599670 A1 EP 3599670A1 EP 19170995 A EP19170995 A EP 19170995A EP 3599670 A1 EP3599670 A1 EP 3599670A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
hollow body
plug
socket
pin
plug pin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP19170995.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christoph Baumgartner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Intercable Automotive Solutions GmbH
Original Assignee
Intercable GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Intercable GmbH filed Critical Intercable GmbH
Publication of EP3599670A1 publication Critical patent/EP3599670A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
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    • 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
    • H01R13/187—Pins, blades or sockets having separate spring member for producing or increasing contact pressure with spring member in the socket
    • 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
    • H01R13/44—Means for preventing access to live contacts
    • H01R13/447—Shutter or cover plate
    • 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
    • H01R13/46—Bases; Cases
    • H01R13/52—Dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof, or flameproof cases
    • H01R13/5219—Sealing means between coupling parts, e.g. interfacial seal
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R43/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/16—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for manufacturing contact members, e.g. by punching and by bending
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • 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 plug socket, a plug pin and a plug, in particular for the transmission of high currents. Furthermore, the invention relates to a vehicle with such a plug, a manufacturing method for a plug socket and a manufacturing method for a plug pin.
  • a connector connection can be used to hold or lock and disconnect or unlock. In particular, this can be used sensibly with live connections.
  • the design of the connector can depend in particular on the respective requirements and the intended use.
  • the currents to be transmitted, the environmental influences, such as moisture, shocks or temperature, and the frequency of connection and disconnection can influence the connector design.
  • the plug should offer a reliable contact between the two elements of the socket and the plug pin, so that there is always a constant electrical connection.
  • Plug sockets and plug pins can be machined so that the tolerances between the two components are small and there is good contact. Furthermore, the connection between the socket and the plug pin can be made via a ring spring, which creates a conductive connection at several points and can simultaneously compensate for vibrations or temperature influences.
  • a first aspect of the invention relates to a plug socket, in particular for the transmission of high currents, for a plug of a vehicle.
  • This plug socket has a tubular hollow body which has a first end and a second end and is set up to receive a plug pin.
  • a groove is provided which is formed between the first and the second end through the inner circumferential surface of the hollow body in the circumferential direction thereof.
  • the plug socket has an annular spring which is arranged in the groove for electrical contacting of the plug pin which can be inserted into the hollow body, the tubular hollow body being formed at least in sections to form the groove into an outwardly directed bulge.
  • the connector is particularly suitable for the transmission of high currents, e.g. 500 A at 1000 V.
  • the plug socket can be made reshaping, for example by beading rollers or hydraulic expansion. ie the raw material is changed in shape without adding or removing material.
  • the connector socket can thus be manufactured quickly, easily, in a material-saving, weight-optimized and inexpensive manner.
  • a groove can be made from the inside into a hollow body, such as a tube (with different cross sections).
  • a hollow body blank, for example a tube can be used as a Serve starting material for the plug socket.
  • the connector can be cut to the desired length on the one hand before the groove is inserted and on the other hand after the groove has been inserted.
  • the groove can be made all the way around the outer surface of the hollow body and is parallel to the detachable contact.
  • the groove for the ring spring can also not be parallel to the detachable contact.
  • the groove can be configured to receive an annular spring. This ring spring can then establish the electrically conductive connection between a plug pin and the socket. The current can flow through the windings of the ring spring and the respective contact surfaces of the inner surface of the socket and the outer surface of the plug pin.
  • the ring spring can compensate for tolerances, both on the socket and on the plug pin. These tolerances can be caused by manufacturing (manufacturing), temperature fluctuations (temperature expansion), vibrations or wear (wear).
  • the hollow body has an opening for receiving the plug pin, which forms the releasable contact.
  • the other end of the hollow body can form a fixed contact, which can be connected to an electrical line.
  • the fixed contact can, for example, be crimped, welded or soldered to a busbar or a cable.
  • the hollow body can have an angle so that the releasable contact and the fixed contact are not on a straight line.
  • the ring spring makes an electrical contact between the plug socket and the plug pin in several points, as a result of which current can flow. Furthermore, it should be noted that ring springs with a different number of turns can be inserted into the groove, that is to say with a different number of contact points. By inserting the plug pin into the socket, the ring spring is in the radial direction compressed and this exerts a counterforce on the groove of the socket and the detachable contact of the plug pin, so that a reliable contact can be ensured.
  • a bulge is introduced into the outside of the outer surface of the hollow body by means of the deformation, which bulge extends outward from the surface of the outer surface away from the outer surface to form the groove in the interior of the hollow body.
  • the groove is an inner groove, so that the inner diameter of the hollow body is smaller than the inner diameter of the groove.
  • the ring spring and the groove have mutually coordinated dimensions and the ring spring is at least displaceable or deformable when the plug pin is inserted into the hollow body by the plug pin such that the plug pin can be inserted over the ring spring arranged in the groove.
  • the hollow body is formed by hydraulic expansion or beading to form the groove.
  • the hollow body has a plurality of mutually parallel grooves between the first and the second end.
  • a sealing element is arranged in at least one of the grooves, which is made of a different material than the ring spring.
  • At least three grooves are formed in the hollow body and the ring element is arranged in at least one of the outer grooves of the at least three grooves related to the first and / or second end.
  • the first or second end of the hollow body is connected to a conductor, for example in the form of a plate-shaped or sheet-shaped contact part, which is set up for attaching an electrical line.
  • the end can in particular be integrally connected to the contact part.
  • the contact part has a through opening in which the end of the hollow body is arranged at least in sections.
  • an inner circumferential surface and / or an outer circumferential surface of the hollow body is coated with a second metal material which has a higher electrical conductivity than a first metal material from which the hollow body is made.
  • the plug socket is made from a tube by means of forming.
  • the tube can serve as a starting material.
  • the tube is first cut to length and then the groove is formed by means of forming, or else that the groove is formed by means of forming and then the tube is cut to length with the groove.
  • the hollow body is a drawn tube, which is cut to length and then the inner groove is introduced by means of forming.
  • the hollow body is preferably cylindrical.
  • the hollow body can also have other shapes and cross sections.
  • the hollow body can have an oval, a triangular or a square cross section.
  • the respective Hollow bodies can also have different cross sections. Reverse polarity protection can thus be achieved.
  • the groove is introduced into the lateral surface of the hollow body by means of hydraulic expansion or beading rollers.
  • the fixed contact part is set up to be connected to an electrical line by means of crimping, welding or soldering.
  • the cross section of the fixed contact part of the plug socket can be changed in particular by crimping.
  • the cross sections of the plug socket and / or the plug pin thus relate to cross sections before the fixed contact part has been contacted. In other words, the cross section relates to a manufactured socket.
  • the fixed contact part similar to a tubular cable lug, is flattened in order to form a connection lug.
  • This connection lug can then be welded, soldered or screwed in order to make contact with an electrical line.
  • the fixed contact part has an angle between 90 ° and 180 ° with respect to the releasable contact.
  • the socket can form an angle.
  • the connector can therefore be used in a variety of ways, depending on the respective application scenario.
  • the hollow body also has at least one second groove with a second ring spring, which is arranged parallel to the groove with the ring spring.
  • a larger contact area can be produced by the second groove and / or redundancy in the plug can be achieved.
  • the second groove can also not run parallel to the groove.
  • three, four or more ring springs can also be arranged in corresponding grooves in the plug socket.
  • the plug socket also has an inner and an outer contact protection.
  • the touch guard is designed to prevent a person from touching a live part of the socket with a finger. The protection against accidental contact can increase safety when handling the plug, since a person can touch areas of the plug socket that are no longer live with their hands.
  • the touch protection of the plug socket can for example be made of an insulating material such as Plastic.
  • the touch guard can have an outer housing and an inner pin. It can thus be effectively prevented that the person can touch a current-carrying area of the plug socket with his finger. It should be noted that the touch protection of the plug socket is matched to the touch protection of the corresponding plug pin, and vice versa, so that the plug socket can accommodate the plug pin with touch protection.
  • a connector pin in particular for the transmission of high currents, for a connector of a vehicle. It has a tubular hollow body which has a first end and a second end and is set up for insertion into a plug socket. An electrically insulating cap is provided, which is arranged at the first end of the hollow body, the hollow body being able to be connected to a plate-shaped or sheet-shaped contact part at the second end of the hollow body opposite the cap, which is set up for attaching an electrical line.
  • the tubular hollow body has a contact surface which is produced by pulling a tube without having been machined additionally (after and / or before), in particular without turning or grinding.
  • the cap engages around the first end of the hollow body in sections, and a radial outside of the cap is essentially flush with an outer lateral surface of the hollow body.
  • the cap is held on the first end of the hollow body in a positive, non-positive or positive and non-positive manner.
  • an inner circumferential surface and / or an outer circumferential surface of the hollow body is coated with a second metal material which has a higher electrical conductivity than a first metal material from which the hollow body is made.
  • the hollow body has an arithmetic mean roughness value, Ra, of 0.5 to 1.1, preferably of 0.8, on an outer lateral surface, which at least in sections forms a contact section for electrical contacting with the plug socket.
  • the plug pin can have a fixed contact with a first outer diameter and a detachable contact with a second outer diameter. However, both diameters can also be identical.
  • the detachable contact of the plug pin is set up to be received by a detachable contact of a plug socket. If the first outer diameter of the fixed contact or of a hollow body is larger than the second outer diameter of the releasable contact, the second outer diameter of the releasable contact can be produced by reshaping, in that the hollow body is correspondingly compressed, pressed or compressed.
  • the plug pin can also be produced by means of forming.
  • the plug pin can, for example, form a releasable contact with a second, smaller outer diameter than the first outer diameter of the hollow body from a tube by compressing, compressing or pressing.
  • This means that the connector pin can be manufactured simply, quickly, weight-optimized, material-saving and cost-effective.
  • the heat loss can be dissipated through a hollow connector pin, since the surface is enlarged.
  • the second outer diameter of the detachable contact is advantageously smaller than the inner diameter of the corresponding plug socket.
  • the connector pin is a hollow body and the connector pin is produced from a tube by means of forming.
  • the tube can be a tubular cable lug.
  • the hollow body of the plug pin is preferably cylindrical.
  • the hollow body can also have other shapes and cross sections.
  • the hollow body can have an oval, a triangular or a square cross section.
  • the respective hollow bodies can also have different cross sections. Reverse polarity protection can thus be achieved.
  • the plug pin also has a touch guard in the form of a cap.
  • the touch guard is designed to prevent a person from touching a current-carrying part of the plug pin with a finger.
  • the protection against accidental contact can increase the safety when handling the plug, since the person can no longer touch live areas of the plug pin with their hands.
  • the touch protection of the plug pin can for example consist of an insulating material such as plastic, furthermore the touch protection can have an inner lining of the plug pin and a collar, the collar protruding beyond the end of the releasable contact of the plug pin.
  • the distance between the collar and the releasable contact of the plug pin can be designed in such a way that the plug socket can be accommodated with touch protection, but a person's finger does not fit into this distance. This can prevent a person from touching a current-carrying area of the plug pin with his finger.
  • the touch protection of a connector pin can have a larger inner diameter than the contact-carrying outer diameter of the connector pin.
  • the contact protection thus has a securing mechanism which is set up to release the plug connection only when a separating force on the plug exceeds a predefined threshold value, which is significantly higher than the pure displacement force of the plug pin in the plug socket.
  • the touch protection of the plug pin and the socket can be designed to interact with each other, so that a safety mechanism against unintentional opening can be implemented.
  • the plug has a plug pin described above and below and a plug socket described above and below.
  • the plug socket and the plug pin together form the plug.
  • This connector can be used to selectively connect and disconnect two current-carrying elements, such as an electrical cable.
  • the plug can be used in particular in a vehicle to connect battery elements or the battery to the vehicle electrical system, but is not limited to this.
  • the plug socket can also interact with a plug pin, which has not been produced in a reshaping manner, as a plug.
  • the connector pin can be produced in the latter case by means of a machining manufacturing process.
  • the plug socket, the plug pin and / or the plug are made of copper and, if appropriate, are at least partially coated with a conductive material.
  • the socket and the plug pin can also consist of the other conductive material such as a metal, such as silver, aluminum or gold, or an alloy.
  • Another aspect of the invention relates to a vehicle with a connector described above and below.
  • the plug can in particular be used to connect battery elements or the battery to the vehicle electrical system.
  • Fig. 1 shows a perspective view of a socket 10.
  • the socket 10 is essentially a cylindrical hollow body 13 with a first and a second end. It should be noted that the hollow body 13 can also have a different cross section, for example oval, triangular or square. In particular, different geometries can be provided for the plug socket 10 as reverse polarity protection.
  • the first end here forms a fixed contact 11, which can be firmly connected to an electrical conductor, for example a cable or a busbar.
  • the connection to an electrical conductor can be made by crimping, welding or soldering, or the fixed contact 11 is flattened, so that a connecting lug is created.
  • the second end of the hollow body 13 forms a releasable contact 12 and is set up to receive a plug pin.
  • a circumferential groove 15 which was introduced into the outer surface of the hollow body by means of forming.
  • the groove 15 can be introduced into the lateral surface of the hollow body 13 by means of hydraulic expansion or beading rollers. Furthermore, the groove 15 is parallel to the end of the releasable contact 12.
  • the groove 15 is an inner groove, so that the inner diameter of the hollow body is smaller than the inside diameter of the groove 15. Furthermore, the groove is set up to accommodate an annular spring, so that a current flow between the plug pin and the socket 10 is possible via the annular spring.
  • the hollow body 13 can be, for example, a drawn tube, into which the groove is subsequently introduced. Furthermore, the hollow body 13 can consist of a conductive material, preferably copper.
  • the heat can be dissipated better through the hollow body 13, since the surface is significantly enlarged in contrast to a solid body.
  • Material can be saved by producing the groove by means of forming, since the wall thickness of the hollow body 13 can be reduced in comparison to a milled part or a turned part. Furthermore, the material saving leads to a weight and cost reduction.
  • the waste can also be reduced by a reshaping process for manufacturing. Furthermore, the machining time can be reduced in comparison to the machining by shaping and thus the manufacturing costs can be reduced.
  • Fig. 2 shows a quarter-sectional view of the socket 10. Furthermore, in Fig. 2 the hollow body 13 can be seen. This has two ends and is made hollow throughout.
  • the hollow body 13 can be a tube.
  • the first end of the hollow body can form a fixed contact 11 and the second end can form a releasable contact 12.
  • the fixed contact 11 is located on the side facing away from the groove 15.
  • This fixed contact 11 is set up to be connected to an electrical conductor, such as a cable or a busbar, by means of crimping, welding or soldering.
  • the fixed contact 11 can also be flattened like a tubular cable lug in order to form a connecting lug.
  • the groove 15 is set up to receive an annular spring.
  • the detachable contact 12 can be set up to receive a plug pin, so that a current flow via the ring spring between the plug pin and the socket is possible. Furthermore, a groove 15 is made in the hollow body 13 by means of forming. This groove 15 is arranged all around and parallel to the detachable contact 12.
  • the hollow body 13 from Fig. 2 has, for example, an outer diameter of 20 mm.
  • the wall thickness of the hollow body is, for example, 2.25 mm, which results in an inner diameter of 15.5 mm.
  • a phase on the fixed contact 11 and on the detachable contact 12 can also be recognized, which facilitates the insertion of the plug pin or the cable.
  • the plug socket 10 can consist of a conductive material, for example copper. However, other metals or alloys, such as iron, aluminum, silver or gold, are also conceivable.
  • the total length of the socket 10 Fig. 2 is, for example, 49.5 mm, the center of the groove being, for example, 43 mm from the fixed contact 11 and 6.5 mm from the releasable contact 12.
  • Fig. 3 shows a detailed view from point A.
  • Fig. 2 the groove 15 can be seen in the hollow body 13 of the socket 10.
  • the groove 15 was introduced into the socket 10 by means of forming, for example hydraulic expansion or beading rollers.
  • the deformation results in a bulge on the outside of the outer surface of the hollow body 13, which extends outward from the surface of the outer surface away from the outer surface to form the groove 15 in the interior of the hollow body 13.
  • the groove 15 can have an angle between the two groove inner surfaces of approximately 135 °. It should be noted that the deformation exerts a pressure on the hollow body 13, which leads to the hollow body 13 being partially deformed and forming the groove 15.
  • the groove can have a width of 3.55 mm and a maximum depth of 2.4 mm.
  • Fig. 4 shows a ring spring 5 for insertion into a socket.
  • This ring spring 5 consists of a conductive material, such as copper, a copper alloy or silver. Furthermore, the ring spring 5 forms a torus, which has a hole in the middle which can accommodate a plug pin. Furthermore, the ring spring 5 is constructed spirally. In other words, a coil spring is connected at its two end points, so that an annular spring 5 is formed.
  • the ring spring 5 can transmit current between the plug socket and the plug pin via each of its contact points and can at the same time compensate for their tolerances, so that good contact is always guaranteed.
  • the ring spring 5 When the plug pin is inserted into the plug socket, the ring spring 5 is compressed by the releasable contact of the plug pin and thus exerts a counterforce on the groove of the plug socket and on the releasable contact of the plug pin.
  • Fig. 5 shows a connector pin 20 for a connector.
  • the plug pin 20 has a hollow body 23 with a first and a second end.
  • the hollow body 23 can have, for example, an oval, round, triangular or square cross section.
  • different geometries can be provided for the connector pin 20 as reverse polarity protection.
  • the first end of the hollow body 23 forms the fixed contact 21, which can be firmly connected to an electrical conductor, for example a cable or a busbar.
  • the connection to an electrical conductor can be made by crimping, welding or soldering, or the fixed contact 21 is flattened, so that a connecting lug is created.
  • the second end of the hollow body 23 forms a releasable contact 22 and is set up to be received by a plug socket.
  • the Fig. 5 it can be seen that the outer diameter of the releasable contact 22 is smaller than the outer diameter of the hollow body 23.
  • the outer diameter of the hollow body 23 is reduced accordingly by means of reshaping, for example pressing, in order to obtain the outer diameter of the releasable contact 22.
  • the hollow body 23 can be, for example, a drawn tube, in which the outer diameter is subsequently reduced accordingly.
  • the hollow body 23 can consist of a conductive material, preferably copper. The heat can be better dissipated through the hollow body 23 since the surface is enlarged.
  • Material can be saved by producing the plug-in pin 20 by means of forming, since the wall thickness of the hollow body 13 can be reduced in comparison to a milled part or a full part. Furthermore, the material saving leads to a weight and cost reduction. Can also by one reshaping process for manufacturing the waste is reduced. Furthermore, the machining time can be reduced in comparison to the machining by shaping and thus the manufacturing costs can be reduced.
  • Fig. 6 shows a quarter-sectional view of the connector pin 20.
  • the hollow body of the connector pin 20 can be seen. This has two ends and is made hollow throughout.
  • the hollow body can be a tube.
  • the first end of the hollow body can form a fixed contact 21 and the second end can form a releasable contact 22.
  • the fixed contact 21 or the hollow body have a first outer diameter d1.
  • the detachable contact 22 has a second outer diameter d2, which is smaller than the first outer diameter d1.
  • the second outer diameter d2 or the releasable contact 22 are produced from the hollow body 23 by means of forming.
  • This fixed contact 21 is set up to be connected to an electrical conductor, such as a cable or a busbar, by means of crimping, welding or soldering.
  • the fixed contact 21 can be flattened like a tubular cable lug to form a connection lug.
  • the first outer diameter d1 is described before the connection to the electrical line, since the cross section of the fixed contact 21 is subsequently changed, in particular during crimping.
  • the hollow body out Fig. 6 has, for example, a first outer diameter d1 of 20 mm.
  • the wall thickness of the hollow body can be 2.25 mm, which results in an inner diameter of 15.5 mm on the fixed contact 21.
  • the second outer diameter can be 15 mm, so that the plug pin 20 can be received through the plug socket.
  • a phase can also be seen on the fixed contact 21, which facilitates the insertion of the cable.
  • the tip of the detachable contact 22 has a radius of, for example, 2.5 mm. This radius is also introduced into the releasable contact 22 of the connector pin 20 by means of shaping. In particular, the radius can be present if the connector pin has no protection against accidental contact. This can facilitate the insertion into the socket.
  • the connector pin 20 can consist of a conductive material, for example copper. However, other metals or alloys, such as iron, aluminum, silver or gold, are also conceivable.
  • the total length of the connector pin 20 Fig. 6 can be 55 mm, the fixed contact 21 having a length of 35 mm and the releasable contact 22 having a length of 14 mm. There is a transition region between the fixed contact 21 and the releasable contact 22, in which the hollow body merges from the first outer diameter d1 into the second outer diameter d2.
  • Fig. 7 shows a connector 1, in particular a connector 1 for transmitting high currents for a vehicle.
  • the plug 1 has a plug socket 10 with an annular spring 5 in a groove and a plug pin 20.
  • the plug pin 20 can be received by the plug socket 10, with which the plug 1 can be closed and an electrical contact is made.
  • the two parts are joined along their longitudinal axis.
  • the connector 1 can be disconnected again, so that no more current flows between the connector socket 10 and the connector pin 20.
  • a high current can flow via the plug 1, for example 500 A at 1000 V.
  • the contact between the detachable contact of the plug socket 10 and the detachable contact of the plug pin 20 is established via the ring spring 5.
  • the ring spring 5 can be used to make contact with many contact points, as a result of which there is reliable contact between the plug socket 10 and the plug pin 20.
  • Fig. 8 shows a sectional view of the closed plug 1.
  • the detachable contact 22 of the plug pin 20 is in the detachable contact 12 of the socket 10.
  • the ring spring 5 is arranged in the groove of the socket 10 and surrounds the plug pin 20, so that there is electrical contact between the socket 10 and the plug pin 20.
  • the total length of the connector 1 in Fig. 8 can amount to 90 mm, for example, 35 mm being taken in each case by the hollow body or the fixed contacts 11, 21 of the plug socket 10 or the plug pin 20.
  • the detachable contact 22 of the plug pin 20 has a length of 12 mm the second outer diameter, which is smaller than the inner diameter of the detachable contact 12 of the plug socket 10. In the middle of this piece, the ring spring 5 contacts the detachable contact 22 of the plug pin 20.
  • Fig. 9 shows an isometric view of the detached plug 1.
  • the ring spring 5 is arranged in the groove 15 of the socket 10 and set up to receive the detachable contact 22 of the plug pin 20.
  • Fig. 10 shows a plug socket 10 with a touch guard 14, 14a, 14b.
  • This touch guard 14, 14a, 14b consists of an insulator (for example a plastic) and surrounds the current-carrying areas of the plug socket 10, so that a finger 3 of a person cannot touch any current-carrying area of the plug socket 10.
  • the touch guard 14, 14a, 14b can consist of a housing 14a and an inner pin 14b, so that the finger 3 cannot be inserted into the socket 10.
  • the housing 14a encloses the socket 10 and the inner pin 14b is arranged centrally within the hollow body of the socket 10.
  • Fig. 11 shows a connector pin 20 with a touch guard 24, 24a, 24b.
  • This contact protection 24, 24a, 24b consists of an insulator and surrounds current-carrying areas of the plug pin 20, so that a finger 3 of a person cannot touch a current-carrying area of the plug pin 20.
  • the contact protection 24, 24a, 24b can consist of a collar 24a, which surrounds the connector pin 20, and an inner lining 24b for the interior of the connector pin 20, so that the finger 3 cannot reach the connector pin 20.
  • the collar 24a has a larger inner diameter than the outer diameter of the releasable contact 22 of the plug pin 20. In other words, the collar 24a surrounds the detachable one Contact 22 of the connector pin 20 with a certain distance.
  • the inner lining 24b rests on the inside of the releasable contact 22 of the plug pin 20 and projects beyond the end of the releasable contact 22, so that a finger 3 of a person cannot touch the inside of the
  • Fig. 12 shows an isometric view of the plug pin 20 and the socket 10 with touch protection 14, 14a, 14b, 24. 24a, 24b in the open or separated state.
  • the plug socket 20 including the touch guard fits into the collar 24a of the touch guard 24 of the plug pin 20.
  • the respective fixed contacts are connected to an electrical line.
  • Fig. 13 shows a sectional view of the plug pin 20 and the socket 10 with touch protection 14, 14a, 14b, 24, 24a, 24b in the open state.
  • the plug pin 20 fits into the socket 10
  • the touch protection 24, 24a, 24b of the plug pin 20 accommodates the socket 10 including its touch protection 14, 14a, 14b and the inner pin 14b of the touch protection 14 of the socket 10 in the hollow releasable contact of the connector pin 20 can be inserted.
  • the housing 14a of the touch guard 14, 14a, 14b of the plug socket 10 fits into the collar 24b of the touch guard 24, 24a, 24b of the plug pin 20.
  • Fig. 14 shows a sectional view of the plug pin 20 and the socket 10 with the contact protection 14, 14a, 14b, 24, 24a, 24b in the closed state.
  • the plug 1 and its current-carrying areas cannot be touched by a person's finger either in the open or in the closed state. It can also be seen that a conductive connection between the plug pin 20 and the socket 10 via the ring spring 5 is nevertheless possible.
  • Fig. 15 shows a vehicle with at least one plug 1 described above and below.
  • This plug 1 can have a plug pin and a socket described.
  • the plug can be used to connect battery elements to one another or to connect the battery to the vehicle electrical system, but is not limited to this.
  • Fig. 16 shows a flow diagram of a method for producing a plug socket for a plug.
  • a hollow body is created.
  • This hollow body can be, for example, a tube or a tubular cable lug.
  • the hollow body can be produced by extrusion or by a drawing process or can already be present as a prefabricated tube.
  • a groove is made in the inside of the outer surface of the hollow body by means of shaping, for example by beading rolls or hydraulic expansion. This groove is set up to take out an annular spring.
  • the hollow body can be cut to the desired length between steps S11 and S12 or after step S12.
  • a fixed contact part is formed on one end of the hollow body. The end of the fixed contact part can be the end facing away from the groove.
  • Fig. 17 shows a flowchart for producing a connector pin for a connector.
  • a hollow body with a first outer diameter is produced, for example by pulling a tube, followed by a cutting or parting step.
  • the hollow body can be produced by extrusion or can already be present as a pre-assembled tube.
  • one end of the hollow body is machined, for example by milling. The hollow body can be cut to the desired length between steps S21 and S22 or after step S22.
  • a fixed contact part is attached to the other end of the hollow body.
  • FIGS.18A-E show several views of a connector 1 with connector pin 20 and socket 10 according to an embodiment having two grooves 15.
  • the plate-shaped or sheet-shaped contact part 100 is also shown, which is connected to the end of the hollow body 13 and which is set up for attaching an electrical line.
  • the plate-shaped or sheet-shaped contact part 101 which is connected to the hollow body 102 of the plug pin.
  • An annular spring 5 is provided in each of the grooves 15.
  • the cap 24 is attached to the front end of the pin 20 and is held by a circumferential elevation in the form of a snap-fit connection. Instead of one of the ring springs 5, a sealing element 6 can also be provided.
  • the front end of the plug pin 20 protrudes from the socket 10.
  • FIGS. 19A-E show several views of a connector 1 with connector pin 20 and socket 10 according to a further embodiment, which has three grooves 15, but otherwise the embodiment of FIG Figures 18A-E equivalent.
  • a sealing element 6 is provided in each case in the outer grooves, and an annular spring 5 in the central groove 15.
  • the sealing elements 6 serve to dampen vibrations and seal. As a result, the service life of the connector can be extended even under heavy mechanical stress.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Steckerbuchse (10), einen Steckerpin (20) und einen Stecker (1), insbesondere für die Übertragung von hohen Strömen in einem Fahrzeug (2). Die Steckerbuchse weist einen Hohlkörper (13), mehrere Nuten (15), eine Ringfeder und ein Dichtungselement (6) auf. Das eine Ende des Hohlkörpers (13) ist dazu eingerichtet, einen Steckerpin (20) aufzunehmen. Die Nuten (15) sind in die Innenseite der Mantelfläche des Hohlkörpers (13) durch Umformung eingebracht und erstreckt sich umlaufend über den gesamten Umfang des Hohlkörpers (13). Die Ringfeder (5) und das Dichtungselement (6) sind in den Nuten (15) angeordnet. Der Steckerpin ist durch Ziehen eines Hohlkörpers ohne zusätzliche spanende Bearbeitung der Kontaktsfläche hergestellt.

Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft eine Steckerbuchse, einen Steckerpin und einen Stecker, insbesondere für die Übertragung von hohen Strömen. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einem solchen Stecker, ein Herstellungsverfahren für eine Steckerbuchse und ein Herstellungsverfahren für einen Steckerpin.
    • Technischer Hintergrund
  • Eine Verbindung mittels einem Stecker kann zum Halten oder Verriegeln und Trennen oder Entriegeln genutzt werden. Insbesondere ist diese bei stromführenden Verbindungen sinnvoll einsetzbar. Die Ausgestaltung der Stecker kann insbesondere von den jeweiligen Anforderungen und dem Einsatzzweck abhängen. Hierbei können die zu übertragenden Ströme, die Umwelteinflüsse, wie Feuchtigkeit, Erschütterungen oder Temperatur, und die Häufigkeit des Verbindens und Trennens, Einfluss auf die Steckergestaltung haben. Des Weiteren sollte der Stecker einen verlässlichen Kontakt zwischen den beiden Elementen Steckerbuchse und Steckerpin bieten, sodass stets eine konstante elektrische Verbindung vorliegt.
  • Steckerbuchsen und Steckerpins können spanend hergestellt werden, sodass die Toleranzen zwischen den beiden Bauteilen gering sind und ein guter Kontakt vorliegt. Ferner kann die Verbindung zwischen der Steckerbuchse und dem Steckerpin über eine Ringfeder erfolgen, welche an mehreren Punkten eine leitende Verbindung herstellt und gleichzeitig Erschütterungen oder Temperatureinflüsse ausgleichen kann.
    • Zusammenfassung der Erfindung
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine Steckerverbindung für hohe Ströme bereitzustellen, welche im Vergleich zu bekannten Systemen günstig herstellbar ist.
  • Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Ausführungsformen und Weiterbildungen sind den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Figuren zu entnehmen.
  • Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Steckerbuchse, insbesondere für die Übertragung von hohen Strömen, für einen Stecker eines Fahrzeugs. Diese Steckerbuchse weist einen rohrförmigen Hohlkörper auf, der ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist und zum Aufnehmen eines Steckerpins eingerichtet ist. Es ist eine Nut vorgesehen, die zwischen dem ersten und dem zweiten Ende durch die Innenmantelfläche des Hohlkörpers in dessen Umfangsrichtung verlaufend ausgebildet ist. Darüner hinaus weist die Steckerbuchse eine Ringfeder auf, die für eine elektrische Kontaktierung des in den Hohlkörper einführbaren Steckerpins in der Nut angeordnet ist, wobei der rohrförmige Hohlkörper zum Ausbilden der Nut in eine nach außen gerichteten Ausbuchtung zumindest abschnittsweise umgeformt ist.
  • Der Stecker ist insbesondere für die Übertragung von hohen Strömen, z.B. 500 A bei 1000 V, geeignet. Des Weiteren kann die Steckerbuchse umformend hergestellt werden, z.B. durch Sickenrollen oder hydraulischem Aufweiten. d.h. es wird das Ausgangsmaterial in seiner Form geändert, ohne Material hinzuzufügen oder abzutragen. Somit kann die Steckerbuchse schnell, einfach, materialsparend, gewichtsoptimiert und kostengünstig hergestellt werden. Hierfür kann in einen Hohlkörper, wie z.B. ein Rohr (mit verschiedenen Querschnitten), von innen eine Nut eingebracht werden. Ein Hohlkörperrohling, z.B. ein Rohr, kann als Ausgangsmaterial für die Steckerbuchse dienen. Das Ablängen der Steckerbuchse auf die gewünschte Länge kann zum einen vor dem Einbringen der Nut erfolgen und kann zum anderen nach dem Einbringen der Nut erfolgen. Die Nut kann umlaufend in die Mantelfläche des Hohlkörpers eingebracht sein und befindet sich parallel zu dem lösbaren Kontakt. Alternativ oder zusätzlich kann die Nut für die Ringfeder auch nicht parallel zu dem lösbaren Kontakt sein. Die Nut kann dazu eingerichtet sein, eine Ringfeder aufzunehmen. Diese Ringfeder kann anschließend die elektrisch leitende Verbindung zwischen einem Steckerpin und der Steckerbuchse herstellen. Der Strom kann hierbei über die Windungen der Ringfeder und den jeweiligen Kontaktflächen der inneren Oberfläche der Steckerbuchse und der äußeren Oberfläche des Steckerpins fließen. Ferner kann die Ringfeder Toleranzen, sowohl an der Steckerbuchse als auch am Steckerpin ausgleichen. Diese Toleranzen können durch die Herstellung (Fertigung), Temperaturschwankungen (Temperaturausdehnung), Vibrationen oder Verschleiß (Abnutzung) hervorgerufen sein. Für die Aufnahme des Steckerpins weist der Hohlköper eine Öffnung auf, welche den lösbaren Kontakt bildet. Das andere Ende des Hohlkörpers kann einen festen Kontakt bilden, welcher mit einer elektrischen Leitung verbunden sein kann. Der feste Kontakt kann beispielsweise mit einer Stromschiene oder einem Kabel vercrimpt, verschweißt oder verlötet werden. Ferner kann der Hohlkörper einen Winkel aufweisen, sodass der lösbare Kontakt und der feste Kontakt sich nicht auf einer Geraden befinden. Durch die Verwendung eines Hohlkörpers und durch die Herstellung mittels Umformen kann die Wandstärke der Steckerbuchse reduziert werden, wodurch Gewicht eingespart werden kann. Ferner weist der Hohlkörper durch seine Innen- und Außenfläche eine große Oberfläche auf, wodurch Verlustwärme gut abgeführt werden kann.
  • Es sei angemerkt, dass die Ringfeder in mehreren Punkten einen elektrischen Kontakt zwischen der Steckerbuchse und dem Steckerpin herstellt, wodurch Strom fließen kann. Ferner sei angemerkt, dass Ringfedern mit unterschiedlicher Windungsanzahl in die Nut eingesetzt werden können, also mit unterschiedlich vielen Kontaktpunkten. Durch das Aufnehmen des Steckerpins in die Steckerbuchse, wird die Ringfeder in radialer Richtung komprimiert und diese übt somit eine Gegenkraft auf die Nut der Steckerbuchse und den lösbaren Kontakt des Steckerpins auf, sodass ein verlässlicher Kontakt sichergestellt werden kann.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist mittels der Umformung eine Ausbuchtung in die Außenseite der Mantelfläche des Hohlkörpers eingebracht, welche sich aus der Oberfläche der Mantelfläche nach außen weg von der Mantelfläche erstreckt, um im Inneren des Hohlkörpers die Nut zu bilden. Mit anderen Worten handelt es sich bei der Nut um eine Innennut, sodass der Innendurchmesser des Hohlkörpers kleiner ist als der Innendurchmesser der Nut.
  • Gemäß einer Ausführungsform weisen die Ringfeder und die Nut aufeinander abgestimmte Abmessungen auf und die Ringfeder ist beim Einstecken des Steckerpins in den Hohlkörper durch den Steckerpin zumindest derart verlagerbar oder verformbar, dass der Steckerpin über die in der Nut angeordnete Ringfeder hinweg einsteckbar ist.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist der Hohlkörper zum Ausbilden der Nut durch hydraulisches Aufweiten oder Sickenrollen umgeformt.
  • Gemäß einer Ausführungsform weist der Hohlkörper zwischen dem ersten und dem zweiten Ende eine Mehrzahl von zueinander parallel verlaufenden Nuten auf.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist in wenigstens einer der Nuten ein Dichtungselement angeordnet, das aus einem zu der Ringfeder unterschiedlichen Werkstoff gefertigt ist.
  • Gemäß einer Ausführungsform sind in dem Hohlkörper wenigstens drei Nuten ausgebildet und in wenigstens einer der auf das erste und/oder zweite Ende bezogenen äußeren Nut der wenigstens drei Nuten ist das Ringelement angeordnet.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist das erste oder zweite Ende des Hohlkörpers mit einem Leiter, beispielsweise in Form eines plattenförmigen oder blechförmigen Kontaktteils, verbunden, der zum Anbringen einer elektrischen Leitung eingerichtet ist. Das Ende kann insbesondere stoffschlüssig mit dem Kontaktteil verbunden sein.
  • Gemäß einer Ausführungsform weist das Kontaktteil eine Durchgangsöffnung auf, in der das Ende des Hohlkörpers zumindest abschnittsweise angeordnet ist.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist eine Innenmantelfläche und/oder eine Außenmantelfläche des Hohlkörpers mit einem zweiten Metallwerkstoff überzogen, der gegenüber einem ersten Metallwerkstoff, aus dem der Hohlkörper gefertigt ist, eine höhere elektrische Leitfähigkeit aufweist.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Steckerbuchse aus einem Rohr mittels Umformen hergestellt. Das Rohr kann hierbei als Ausgangsmaterial dienen. Ferner kann vorgesehen sein, erst das Rohr entsprechend abzulängen und anschließend die Nut mittels Umformen einzubringen oder aber erst die Nut mittels umformen einzubringen und anschließen das Rohr mit der Nut abzulängen.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist der Hohlkörper ein gezogenes Rohr, welches abgelängt wird und anschließend wird die Innennut mittels Umformen eingebracht.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist der Hohlkörper vorzugsweise zylindrisch. Jedoch kann der Hohlkörper auch andere Formen und Querschnitte aufweisen. Beispielsweise kann der Hohlkörper einen ovalen, einen dreieckigen oder einen viereckigen Querschnitt aufweisen. Es sei angemerkt, dass bei einem Stecker mit mehreren Steckerbuchsen die jeweiligen Hohlkörper auch verschiedene Querschnitte aufweisen können. Somit kann ein Verpolschutz erreicht werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Nut mittels hydraulischem Aufweiten oder Sickenrollen in die Mantelfläche des Hohlkörpers eingebracht.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das feste Kontaktteil dazu eingerichtet, mit einer elektrischen Leitung mittels Crimpen, Schweißen oder Löten verbunden zu sein. Es sei angemerkt, dass insbesondere durch Crimpen der Querschnitt des festen Kontaktteils der Steckerbuchse verändert werden kann. Somit beziehen sich die Querschnitte der Steckerbuchse und/oder des Steckerpins auf Querschnitte bevor das feste Kontaktteil kontaktiert wurde. Mit anderen Worten bezieht sich der Querschnitt auf eine hergestellte Steckerbuchse.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird das feste Kontaktteil, ähnlich eines Rohrkabelschuhes, geplättet, um eine Anschlussfahne auszubilden. Diese Anschlussfahne kann anschließend geschweißt, gelötet oder geschraubt werden, um mit einer elektrischen Leitung einen Kontakt zu bilden.
  • Gemäß einer Ausführungsform weist das feste Kontaktteil einen Winkel zwischen 90° und 180° in Bezug auf den lösbaren Kontakt auf. Mit anderen Worten kann die Steckerbuchse einen Winkel bilden. Somit kann die Steckerbuchse vielseitig, abhängig von dem jeweiligen Einsatzszenario, eingesetzt werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform weist der Hohlkörper ferner wenigstens eine zweite Nut mit einer zweiten Ringfeder auf, welche parallel zu der Nut mit der Ringfeder angeordnet ist. Durch die zweite Nut kann eine größere Kontaktfläche hergestellt werden und/oder es kann Redundanz im Stecker erreicht werden. Alternativ oder zusätzlich kann die zweite Nut auch nicht parallel zu der Nut ausgeführt sein. Es sei angemerkt, dass auch drei, vier oder mehr Ringfedern in entsprechenden Nuten der Steckerbuchse angeordnet sein können.
  • Gemäß einer Ausführungsform weist die Steckerbuchse ferner einen inneren und einen äußeren Berührschutz auf. Der Berührschutz ist dazu eingerichtet, zu verhindern, dass eine Person ein stromführendes Teil der Steckerbuchse mit einem Finger berühren kann. Durch den Berührschutz kann die Sicherheit beim Umgang mit dem Stecker erhöht werden, da eine Person nicht mehr stromführende Bereiche der Steckerbuchse mit ihren Händen berühren kann. Der Berührschutz der Steckerbuchse kann beispielsweise aus einem isolierenden Material, wie z.B. Kunststoff, bestehen. Ferner kann der Berührschutz eine äußere Umhausung und einen Innenpin aufweisen. Somit kann effektiv verhindert werden, dass die Person einen stromführenden Bereich der Steckerbuchse mit seinem Finger berühren kann. Es sei angemerkt, dass der Berührschutz der Steckerbuchse auf den Berührschutz des korrespondierenden Steckerpins abgestimmt ist, und umgekehrt, sodass die Steckerbuchse den Steckerpin mit Berührschutz aufnehmen kann.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen Steckerpin, insbesondere für die Übertragung von hohen Strömen, für einen Stecker eines Fahrzeugs. Er weist einen rohrförmigen Hohlkörper auf, der ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist und zum Einstecken in eine Steckerbuchse eingerichtet ist. Es ist eine elektrisch isolierenden Kappe vorgesehen, die an dem ersten Ende des Hohlkörpers angeordnet ist, wobei der Hohlkörper an dem der Kappe gegenüberliegenden zweiten Ende des Hohlkörpers mit einem plattenförmigen oder blechförmigen Kontaktteil verbunden ein kann, das zum Anbringen einer elektrischen Leitung eingerichtet ist.
  • Gemäß einer Ausführungsform weist der rohrförmige Hohlkörper eine Kontaktfläche auf, die durch Ziehen eines Rohres hergestellt ist, ohne (danach und/oder davor) zusätzlich gespant bearbeitet worden zu sein, insbesondere ohne Drehen oder Schleifen.
  • Gemäß einer Ausführungsform umgreift die Kappe das erste Ende des Hohlkörpers abschnittsweise und eine radiale Außenseite der Kappe ist im Wesentlichen bündig mit einer Außenmantelfläche des Hohlkörpers.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Kappe formschlüssig, kraftschlüssig oder form- und kraftschlüssig an dem ersten Ende des Hohlkörpers gehalten.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist eine Innenmantelfläche und/oder eine Außenmantelfläche des Hohlkörpers mit einem zweiten Metallwerkstoff überzogen, der gegenüber einem ersten Metallwerkstoff, aus dem der Hohlkörper gefertigt ist, eine höhere elektrische Leitfähigkeit aufweist.
  • Gemäß einer Ausführungsform weist der Hohlkörper an einer Außenmantelfläche, die zumindest abschnittsweise einen Kontaktabschnitt für eine elektrische Kontaktierung mit der Steckerbuchse ausbildet, einen arithmetischen Mittenrauwert, Ra, von 0,5 bis 1,1, vorzugsweise von 0,8, auf.
  • Der Steckerpin kann einen festen Kontakt mit einem ersten Außendurchmesser und einen lösbaren Kontakt mit einem zweiten Außendurchmesser aufweisen. Beide Durchmesser können aber auch identisch sein. Der lösbare Kontakt des Steckerpins ist dazu eingerichtet, von einem lösbaren Kontakt einer Steckerbuchse aufgenommen zu werden. Ist der erste Außendurchmesser des festen Kontakts bzw. eines Hohlkörpers größer als der zweite Außendurchmesser des lösbaren Kontakts, kann der zweite Außendurchmesser des lösbaren Kontakts durch Umformung erzeugt werden, indem der Hohlkörper entsprechend komprimiert, gepresst oder zusammengedrückt wird.
  • Auch der Steckerpin kann mittels Umformung hergestellt sein. Der Steckerpin kann beispielsweise aus einem Rohr durch Zusammendrücken, Komprimieren oder Pressen einen lösbaren Kontakt mit einem zweiten, geringeren Außendurchmesser als der erste Außendurchmesser des Hohlkörpers ausbilden. Somit kann auch der Steckerpin einfach, schnell, gewichtsoptimiert, Materialsparend und kosteneffizient hergestellt werden. Ferner kann durch einen hohl ausgeführten Steckerpin die Verlustwärme abgeführt werden, da die Oberfläche vergrößert ist. Vorteilhafterweise ist der zweite Außendurchmesser des lösbaren Kontakts kleiner als der Innendurchmesser der korrespondierenden Steckerbuchse.
  • Es sei angemerkt, dass Eigenschaften und Ausführungsformen, welche im Zusammenhang mit der Steckerbuchse beschrieben wurden, auch auf den Steckerpin Anwendung finden.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist der Steckerpin ein Hohlkörper und der Steckerpin wird aus einem Rohr mittels Umformen hergestellt. Beispielsweise kann das Rohr ein Rohrkabelschuh sein.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist der Hohlkörper des Steckerpins vorzugsweise zylindrisch. Jedoch kann der Hohlkörper auch andere Formen und Querschnitte aufweisen. Beispielsweise kann der Hohlkörper einen ovalen, einen dreieckigen oder einen viereckigen Querschnitt aufweisen. Es sei angemerkt, dass bei einem Stecker mit mehreren Steckerpins die jeweiligen Hohlkörper auch verschiedene Querschnitte aufweisen können. Somit kann ein Verpolschutz erreicht werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Steckerpin ferner einen Berührschutz in Form einer Kappe auf. Der Berührschutz ist dazu eingerichtet, zu verhindern, dass eine Person ein stromführendes Teil des Steckerpins mit einem Finger berühren kann. Durch den Berührschutz kann die Sicherheit beim Umgang mit dem Stecker erhöht werden, da die Person nicht mehr stromführende Bereiche des Steckerpins mit ihren Händen berühren kann. Der Berührschutz des Steckerpins kann beispielsweise aus einem isolierenden Material wie Kunststoff bestehen, ferner kann der Berührschutz eine innere Auskleidung des Steckerpins und einen Kragen aufweisen, wobei der Kragen über das Ende des lösbaren Kontakts des Steckerpins hinausragt. Es sei angemerkt, dass der Abstand zwischen dem Kragen und dem lösbaren Kontakt des Steckerpins derart gestaltet sein kann, dass die Steckerbuchse mit Berührschutz aufgenommen werden kann, jedoch ein Finger der Person nicht in diesen Abstand hineinpasst. Somit kann verhindert werden, dass eine Person einen stromführenden Bereich des Steckerpins mit seinem Finger berühren kann.
  • Ein weiterer Aspekt betrifft einen Stecker, insbesondere für die Übertragung von hohen Strömen. Der Berührschutz eines Steckerpins kann einen größeren Innendurchmesser als der kontaktführende Außendurchmesser des Steckerpins aufweisen. Der Berührschutz weist somit einen Sicherungsmechanismus auf, welcher dazu eingerichtet ist, die Steckverbindung erst dann zu lösen, wenn eine Trennkraft an dem Stecker einen vordefinierten Schwellwert übersteigt, welcher signifikant höher ist als die reine Verschiebekraft des Steckerpins in der Steckerbuchse.
  • Der Berührschutz des Steckerpins und der Steckerbuchse können miteinander wechselwirkend ausgeführt sein, sodass ein Sicherungsmechanismus gegen unabsichtliches Öffnen realisiert werden kann.
  • Gemäß einer Ausführungsform weist der Stecker einen vorhergehend und nachfolgend beschriebenen Steckerpin und eine vorhergehend und nachfolgend beschriebene Steckerbuchse auf.
  • Mit anderen Worten bilden die Steckerbuchse und der Steckerpin zusammen den Stecker. Dieser Stecker kann dazu verwendet werden, zwei stromführende Elemente, wie z.B. eine elektrische Leitung, gezielt miteinander zu verbinden und wieder zu trennen. Der Stecker kann insbesondere in einem Fahrzeug zur Verbindung von Batterieelementen oder der Batterie mit dem Fahrzeugbordnetz eingesetzt werden, ist jedoch nicht beschränkt hierauf. Es sei angemerkt, dass die Steckerbuchse auch mit einem Steckerpin, welcher nicht umformend hergestellt wurde, als ein Stecker zusammenwirken kann. Beispielsweise kann der Steckerpin im letzt genannten Fall mittels einem spanenden Herstellungsverfahren hergestellt werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform sind die Steckerbuchse, der Steckerpin und/oder der Stecker aus Kupfer und gegebenenfalls zumindest abschnittsweise mit einem leitfähigen Material beschichtet. Alternativ oder zusätzlich können die Steckbuchse und der Steckerpin auch aus dem anderen leitfähigen Material wie beispielsweise einem Metall, wie Silber, Aluminium oder Gold, einer Legierung bestehen.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einem vorhergehend und nachfolgend beschriebenen Stecker. Der Stecker kann insbesondere zur Verbindung von Batterieelementen oder der Batterie mit dem Fahrzeugbordnetz verwendet werden.
  • Ein Aspekt betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Steckerbuchse für einen Stecker, insbesondere eines oben und im Folgenden beschriebenen Steckers, eines Fahrzeugs, insbesondere für die Übertragung von hohen Strömen, aufweisend die Schritte:
    • Erzeugen eines rohrförmigen Hohlkörpers, der ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist und zum Aufnehmen eines Steckerpins eingerichtet ist;
    • zumindest abschnittsweises Umformen der rohrförmige Hohlkörper zum Ausbilden einer Nut in eine nach außen gerichteten Ausbuchtung zwischen dem ersten und dem zweiten Ende
    • Anordnen einer Ringfeder in der Nut für eine elektrische Kontaktierung des in den Hohlkörper einführbaren Steckerpins.
  • Ein Aspekt betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Steckerpin, insbesondere eines oben und im Folgenden beschriebenen Steckerpins, für einen Stecker eines Fahrzeugs, insbesondere für die Übertragung von hohen Strömen, aufweisend die Schritte:
    • Ziehen eines Rohres;
    • Ablängen des Rohres zum Erzeugen eines rohrförmigen Hohlkörpers, der ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist und zum Einstecken in eine Steckerbuchse eingerichtet ist;
    • Formen des ersten Ende des Hohlkörpers und Anordnen einer elektrisch isolierenden Kappe an dem ersten Ende des Hohlkörpers;
    • Verbinden des Hohlkörpers an dem der Kappe gegenüberliegenden zweiten Ende des Hohlkörpers mit einem plattenförmigen oder blechförmigen Kontaktteil, das zum Anbringen einer elektrischen Leitung eingerichtet ist.
  • Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele und Figuren. Die Figuren sind schematisch und nicht maßstabsgetreu. Sind in der nachfolgenden Beschreibung in verschiedenen Figuren die gleichen Bezugszeichen angegeben, so bezeichnen diese gleiche oder ähnliche Elemente.
    • Kurze Beschreibung der Figuren
    • Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Steckerbuchse gemäß einer Ausführungsform.
    • Fig. 2 zeigt eine Viertel-Schnittansicht einer Steckerbuchse gemäß einer Ausführungsform.
    • Fig. 3 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt einer Nut für eine Ringfeder gemäß einer Ausführungsform.
    • Fig. 4 zeigt eine Ringfeder.
    • Fig. 5 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Steckerpins gemäß einer Ausführungsform.
    • Fig. 6 zeigt eine Viertel-Schnittansicht eines Steckerpins gemäß einer Ausführungsform.
    • Fig. 7 zeigt eine Explosionsansicht eines Steckers gemäß einer Ausführungsform.
    • Fig. 8 zeigt eine Schnittansicht eines Steckers gemäß einer Ausführungsform.
    • Fig. 9 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Steckers gemäß einer Ausführungsform.
    • Fig. 10 zeigt eine Steckerbuchse mit einem Berührschutz gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
    • Fig. 11 zeigt einen Steckerpin mit einem Berührschutz gemäß einer Ausführungsform.
    • Fig. 12 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Steckers mit Berührschutz im getrennten Zustand gemäß einer Ausführungsform.
    • Fig. 13 zeigt eine Schnittansicht eines Steckers mit Berührschutz im getrennten Zustand gemäß einer Ausführungsform.
    • Fig. 14 zeigt eine Schnittansicht eines Steckers mit Berührschutz im verbundenen Zustand gemäß einer Ausführungsform.
    • Fig. 15 zeigt ein Fahrzeug mit einem Stecker gemäß einer Ausführungsform.
    • Fig. 16 zeigt ein Flussdiagramm für ein Verfahren zur Herstellung einer Steckerbuchse gemäß einer Ausführungsform.
    • Fig. 17 zeigt ein Flussdiagramm für ein Verfahren zur Herstellung eines Steckerpins gemäß einer Ausführungsform.
    • Fig. 18A-E zeigen mehrere Ansichten eines Steckers mit Steckerpin und Steckerbuchse gemäß einer Ausführungsform.
    • Fig. 19A-E zeigen mehrere Ansichten eines Steckers mit Steckerpin und Steckerbuchse gemäß einer weiteren Ausführungsform.
    Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen
  • Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Steckerbuchse 10. Die Steckerbuchse 10 ist im Wesentlichen ein zylindrischer Hohlkörper 13 mit einem ersten und einem zweiten Ende. Es sei angemerkt, dass der Hohlkörper 13 auch einen anderen Querschnitt, beispielsweise oval, dreieckig oder viereckig, aufweisen kann. Insbesondere können als Verpolschutz verschiedene Geometrien für die Steckerbuchse 10 vorgesehen sein. Das erste Ende bildet hierbei einen festen Kontakt 11, welcher mit einem elektrischen Leiter, beispielsweise einem Kabel oder einer Stromschiene, fest verbunden werden kann. Die Verbindung zu einem elektrischen Leiter kann mittels Crimpen, Schweißen oder Löten erfolgen oder der feste Kontakt 11 wird geplättet, sodass eine Anschlussfahne entsteht. Das zweite Ende des Hohlkörpers 13 bildet einen lösbaren Kontakt 12 und ist dazu eingerichtet, einen Steckerpin aufzunehmen. Ferner ist in Fig. 1 eine umlaufende Nut 15 zu sehen, welche in die Mantelfläche des Hohlkörpers mittels Umformen eingebracht wurde. Die Nut 15 kann mittels hydraulischem Aufweiten oder Sickenrollen in die Mantelfläche des Hohlkörpers 13 eingebracht werden. Des Weiteren ist die Nut 15 parallel zu dem Ende des lösbaren Kontakts 12. Die Nut 15 ist eine Innennut, sodass der Innendurchmesser des Hohlkörpers kleiner ist als der Innendurchmesser der Nut 15. Ferner ist die Nut dazu eingerichtet eine Ringfeder aufzunehmen, sodass ein Stromfluss zwischen dem Steckerpin und der Steckerbuchse 10 über die Ringfeder möglich ist. Der Hohlkörper 13 kann beispielsweise ein gezogenes Rohr sein, in welches anschließend die Nut eingebracht wird. Des Weiteren kann der Hohlkörper 13 aus einem leitenden Material, vorzugsweise Kupfer, bestehen. Durch den Hohlkörper 13 kann die Wärme besser abgeführt werden, da die Oberfläche im Gegensatz zu einem Vollkörper deutlich vergrößert ist. Durch die Herstellung der Nut mittels Umformung, kann Material eingespart werden, da die Wanddicke des Hohlkörpers 13 im Vergleich zu einem Frästeil bzw. einem Drehteil reduziert werden kann. Ferner führt die Materialeinsparung zu einer Gewichts- und Kostenreduktion. Auch können durch ein umformendes Verfahren zur Herstellung die Abfälle reduziert werden. Des Weiteren kann durch Umformen die Bearbeitungszeit im Vergleich zur spanenden Bearbeitung reduziert werden und somit können die Herstellungskosten reduziert werden.
  • Fig. 2 zeigt eine Viertel-Schnittansicht der Steckerbuchse 10. Ferner ist in Fig. 2 der Hohlkörper 13 zu sehen. Dieser weist zwei Enden auf und ist durchgängig hohl ausgeführt. Beispielsweise kann der Hohlkörper 13 ein Rohr sein. Das erste Ende des Hohlkörpers kann einen festen Kontakt 11 ausbilden und das zweite Ende kann einen lösbaren Kontakt 12 ausbilden. Der feste Kontakt 11 befindet sich hierbei auf der der Nut 15 abgewandten Seite. Dieser feste Kontakt 11 ist dazu eingerichtet, mit einem elektrischen Leiter, wie beispielsweise einem Kabel oder einer Stromschiene, mittels Crimpen, Schweißen oder Löten, verbunden zu sein. Alternativ oder zusätzlich kann der feste Kontakt 11 auch wie ein Rohrkabelschuh geplättet werden, um eine Anschlussfahne auszubilden. Ferner ist die Nut 15 dazu eingerichtet, eine Ringfeder aufzunehmen. Der lösbare Kontakt 12 kann dazu eingerichtet sein, einen Steckerpin aufzunehmen, sodass ein Stromfluss über die Ringfeder zwischen dem Steckerpin und der Steckerbuchse möglich ist. Des Weiteren ist eine Nut 15 in den Hohlkörper 13 mittels Umformen eingebracht. Diese Nut 15 ist umlaufend und parallel zum lösbaren Kontakt 12 angeordnet.
  • Der Hohlkörper 13 aus Fig. 2 weist beispielsweise einen Außendurchmesser von 20 mm auf. Die Wandstärke des Hohlkörpers beträgt z.B. 2,25 mm, wodurch sich ein Innendurchmesser von 15,5 mm ergibt. In Fig. 2 ist ferner eine Phase am festen Kontakt 11 und am lösbaren Kontakt 12 zu erkennen, welche das Einführen des Steckerpins bzw. des Kabels erleichtert. Die Steckerbuchse 10 kann aus einem leitfähigen Material, z.B. Kupfer, bestehen. Jedoch sind auch andere Metalle oder Legierungen, wie z.B. Eisen, Aluminium, Silber oder Gold, denkbar. Die Gesamtlänge der Steckerbuchse 10 aus Fig. 2 beträgt z.B. 49,5 mm, wobei die Mitte der Nut z.B. 43 mm zu dem festen Kontakt 11 und 6,5 mm zu dem lösbaren Kontakt 12 beabstandet ist.
  • Fig. 3 zeigt eine Detailansicht von dem Punkt A aus Fig. 2. Hierbei ist die Nut 15 in dem Hohlkörper 13 der Steckerbuchse 10 zu sehen. Die Nut 15 wurde in die Steckerbuchse 10 mittels Umformung, beispielsweise hydraulischem Aufweiten oder Sickenrollen eingebracht. Durch die Umformung entsteht eine Ausbuchtung auf der Außenseite der Mantelfläche des Hohlkörpers 13, welche sich aus der Oberfläche der Mantelfläche nach außen weg von der Mantelfläche erstreckt, um im Inneren des Hohlkörpers 13 die Nut 15 zu bilden. Ferner kann die Nut 15 einen Winkel zwischen den beiden Nutinnenflächen von etwa 135° aufweisen. Es sei angemerkt, dass durch die Umformung ein Druck auf den Hohlkörper 13 ausgeübt wird, welcher dazu führt, dass sich der Hohlkörper 13 partiell verformt und die Nut 15 bildet. In dem gezeigten Beispiel kann die Nut eine Breite von 3,55 mm und eine maximale Tiefe von 2,4 mm aufweisen.
  • Fig. 4 zeigt eine Ringfeder 5 zum Einsetzen in eine Steckerbuchse. Diese Ringfeder 5 besteht aus einem leitfähigen Material, wie beispielsweise Kupfer, einer Kupferlegierung oder Silber. Ferner bildet die Ringfeder 5 einen Torus, dieser weist in der Mitte ein Loch auf, welches einen Steckerpin aufnehmen kann. Ferner ist die Ringfeder 5 spiralförmig aufgebaut. Mit anderen Worten, eine Spiralfeder wird ein ihren beiden Endpunkten miteinander verbunden, sodass eine Ringfeder 5 entsteht. Die Ringfeder 5 kann über jeden ihrer Kontaktpunkte Strom zwischen der Steckerbuchse und dem Steckerpin übertragen und kann gleichzeitig deren Toleranzen ausgleichen, sodass ein guter Kontakt stets gewährleistet ist. Beim einbringen des Steckerpins in die Steckerbuchse wird die Ringfeder 5 durch den lösbaren Kontakt des Steckerpins komprimiert und übt somit eine Gegenkraft auf die Nut der Steckerbuchse und auf den lösbaren Kontakt des Steckerpins aus.
  • Fig. 5 zeigt einen Steckerpin 20 für einen Stecker. Der Steckerpin 20 weist einen Hohlkörper 23 mit einem ersten und einem zweiten Ende auf. Es sei angemerkt, dass der Hohlkörper 23 beispielweise einen ovalen, runden, dreieckigen oder viereckigen Querschnitt aufweisen kann. Insbesondere können als Verpolschutz verschiedene Geometrien für den Steckerpin 20 vorgesehen sein. Das erste Ende des Hohlkörpers 23 bildet hierbei den festen Kontakt 21, welcher mit einem elektrischen Leiter, beispielsweise einem Kabel oder einer Stromschiene, fest verbunden werden kann. Die Verbindung zu einem elektrischen Leiter kann mittels Crimpen, Schweißen oder Löten erfolgen oder der feste Kontakt 21 wird geplättet, sodass eine Anschlussfahne entsteht. Das zweite Ende des Hohlkörpers 23 bildet einen lösbaren Kontakt 22 und ist dazu eingerichtet, von einer Steckerbuchse aufgenommen zu werden. Der Fig. 5 ist zu entnehmen, dass der Außendurchmesser des lösbaren Kontakts 22 kleiner ist als der Außendurchmesser des Hohlkörpers 23. Hierbei wird mittels Umformung, z.B. pressen, der Außendurchmesser des Hohlkörpers 23 entsprechend reduziert, um den Außendurchmesser des lösbaren Kontakts 22 zu erhalten. Der Hohlkörper 23 kann beispielsweise ein gezogenes Rohr sein, bei welchem anschließend der Außendurchmesser entsprechend reduziert wird. Des Weiteren kann der Hohlkörper 23 aus einem leitenden Material, vorzugsweise Kupfer, bestehen. Durch den Hohlkörper 23 kann die Wärme besser abgeführt werden, da die Oberfläche vergrößert ist. Durch die Herstellung des Steckpins 20 mittels Umformung, kann Material eingespart werden, da die Wanddicke des Hohlkörpers 13 im Vergleich zu einem Frästeil oder einem Vollteil reduziert werden kann. Ferner führt die Materialeinsparung zu einer Gewichts- und Kostenreduktion. Auch können durch ein umformendes Verfahren zur Herstellung die Abfälle reduziert werden. Des Weiteren kann durch Umformen die Bearbeitungszeit im Vergleich zur spanenden Bearbeitung reduziert werden und somit können die Herstellungskosten reduziert werden.
  • Fig. 6 zeigt eine Viertel-Schnittansicht des Steckerpins 20. Ferner ist in Fig. 6 der Hohlkörper des Steckerpins 20 zu sehen. Dieser weist zwei Enden auf und ist durchgängig hohl ausgeführt. Beispielsweise kann der Hohlkörper ein Rohr sein. Das erste Ende des Hohlkörpers kann einen festen Kontakt 21 bilden und das zweite Ende kann einen lösbaren Kontakt 22 bilden. Der feste Kontakt 21 bzw. der Hohlkörper weisen einen ersten Außendurchmesser d1 auf. Der lösbare Kontakt 22 weist einen zweiten Außendurchmesser d2 auf, welcher kleiner ist als der erste Außendurchmesser d1. Der zweite Außendurchmesser d2 bzw. der lösbare Kontakt 22 werden aus dem Hohlköper 23 mittels Umformung erzeugt. Dieser feste Kontakt 21 ist dazu eingerichtet mit einem elektrischen Leiter, wie beispielsweise einem Kabel oder einer Stromschiene, mittels Crimpen, Schweißen oder Löten, verbunden zu sein. Alternativ oder zusätzlich kann der feste Kontakt 21 wie ein Rohrkabelschuh geplättet werden, um eine Anschlussfahne auszubilden. Es sei angemerkt, dass der erste Außendurchmesser d1 vor dem Verbinden mit der elektrischen Leitung beschrieben wird, da anschließend, insbesondere beim Crimpen, der Querschnitt des festen Kontakts 21 verändert wird.
  • Der Hohlkörper aus Fig. 6 weist beispielsweise einen ersten Außendurchmesser d1 von 20 mm auf. Die Wandstärke des Hohlkörpers kann 2,25 mm betragen, wodurch sich ein Innendurchmesser von 15,5 mm am festen Kontakt 21 ergibt. Der zweite Außendurchmesser kann 15 mm betragen, sodass der Steckerpin 20 durch die Steckerbuchse aufgenommen werden kann. In Fig. 6 ist ferner eine Phase am festen Kontakt 21 zu erkennen, welche das Einführen des Kabels erleichtert. Des Weiteren weist die Spitze des lösbaren Kontakts 22 einen Radius von z.B. 2,5 mm auf. Dieser Radius ist ebenfalls mittels Umformen in den lösbaren Kontakt 22 des Steckerpins 20 eingebracht. Insbesondere kann der Radius vorhanden sein, wenn der Steckerpin keinen Berührschutz aufweist. Damit kann das Einführen in die Steckerbuchse erleichtert werden. Der Steckerpin 20 kann aus einem leitfähigen Material, z.B. Kupfer, bestehen. Jedoch sind auch andere Metalle oder Legierungen, wie z.B. Eisen, Aluminium, Silber oder Gold, denkbar. Die Gesamtlänge des Steckerpins 20 aus Fig. 6 kann 55 mm betragen, wobei der feste Kontakt 21 eine Länge von 35 mm und der lösbare Kontakt 22 eine Länge von 14 mm aufweisen kann. Zwischen dem festen Kontakt 21 und dem lösbaren Kontakt 22 befindet sich ein Übergangsbereich, in welchem der Hohlkörper von dem ersten Außendurchmesser d1 in den zweiten Außendurchmesser d2 übergeht.
  • Fig. 7 zeigt einen Stecker 1, insbesondere einen Stecker 1 zur Übertragung von hohen Strömen für ein Fahrzeug. Der Stecker 1 weist eine Steckerbuchse 10 mit einer Ringfeder 5 in einer Nut und einen Steckerpin 20 auf. Der Steckerpin 20 kann von der Steckerbuchse 10 aufgenommen werden, womit der Stecker 1 geschlossen werden kann und ein elektrischer Kontakt hergestellt wird. Das Zusammenfügen der beiden Teile erfolgt entlang deren Längsachse. Des Weiteren kann der Stecker 1 wieder getrennt werden, sodass kein Strom mehr zwischen der Steckerbuchse 10 und dem Steckerpin 20 fließt. Über den Stecker 1 kann ein hoher Strom fließen, z.B. 500 A bei 1000 V. Der Kontakt zwischen dem lösbaren Kontakt der Steckerbuchse 10 und dem lösbaren Kontakt des Steckerpins 20 wird über die Ringfeder 5 hergestellt. Über die Ringfeder 5 können Toleranzen in der Herstellung der Steckerbuchse 10 und/oder des Steckerpins 20 ausgeglichen werden. Ferner kann durch die Ringfeder 5 ein Kontakt mit vielen Kontaktpunkten hergestellt werden, wodurch ein verlässlicher Kontakt zwischen der Steckerbuchse 10 und dem Steckerpin 20 entsteht.
  • Fig. 8 zeigt eine Schnittansicht des geschlossenen Steckers 1. Hierbei steckt der lösbare Kontakt 22 des Steckerpins 20 in dem lösbaren Kontakt 12 der Steckerbuchse 10. Des Weiteren ist zu erkennen, dass die Ringfeder 5 in der Nut der Steckerbuchse 10 angeordnet ist und den Steckerpin 20 umgibt, sodass ein elektrischer Kontakt zwischen der Steckerbuchse 10 und dem Steckerpin 20 entsteht. Die Gesamtlänge des Steckers 1 in Fig. 8 kann beispielsweise 90 mm betragen, wobei 35 mm jeweils durch die Hohlkörper bzw. die festen Kontakte 11, 21 der Steckerbuchse 10 bzw. des Steckerpins 20 eingenommen werden. Der lösbare Kontakt 22 des Steckerpins 20 weist auf einer Länge von 12 mm den zweiten Außendurchmesser auf, welcher kleiner ist als der Innendurchmesser des lösbaren Kontakts 12 der Steckerbuchse 10. Mittig auf diesem Stück kontaktiert die Ringfeder 5 den lösbaren Kontakt 22 des Steckerpins 20.
  • Fig. 9 zeigt eine isometrische Ansicht des gelösten Steckers 1. Hierbei ist die Ringfeder 5 in der Nut 15 der Steckerbuchse 10 angeordnet und dazu eingerichtet den lösbaren Kontakt 22 des Steckerpins 20 aufzunehmen.
  • Fig. 10 zeigt eine Steckerbuchse 10 mit einem Berührschutz 14, 14a, 14b. Dieser Berührschutz 14, 14a, 14b besteht aus einem Isolator (z.B. einem Kunststoff) und umgibt die stromführenden Bereiche der Steckerbuchse 10, sodass ein Finger 3 einer Person keinen stromführenden Bereich der Steckerbuchse 10 berühren kann. Der Berührschutz 14. 14a, 14b kann aus einer Umhausung 14a und einem Innenpin 14b bestehen, sodass der Finger 3 nicht in die Steckerbuchse 10 gesteckt werden kann. Die Umhausung 14a umschließt hierbei die Steckerbuchse 10 und der Innenpin 14b ist mittig innerhalb des Hohlkörpers der Steckerbuchse 10 angeordnet.
  • Fig. 11 zeigt einen Steckerpin 20 mit einem Berührschutz 24, 24a, 24b. Dieser Berührschutz 24, 24a, 24b besteht aus einem Isolator und umgibt stromführende Bereiche des Steckerpins 20, sodass ein Finger 3 einer Person keinen stromführenden Bereich des Steckerpins 20 berühren kann. Der Berührschutz 24, 24a, 24b kann aus einem Kragen 24a, welcher den Steckerpin 20 umgibt und einer Innenverkleidung 24b für das Innere des Steckerpins 20 bestehen, sodass der Finger 3 nicht an den Steckerpin 20 gelangen kann. Der Kragen 24a stellt weißt einen größeren Innendurchmesser als der Außendurchmesser des lösbaren Kontakts 22 des Steckerpins 20 auf. Mit anderen Worten umgibt der Kragen 24a den lösbaren Kontakt 22 des Steckerpins 20 mit einem gewissen Abstand. Die Innenverkleidung 24b liegt innen an dem lösbaren Kontakt 22 des Steckerpins 20 an und ragt über das Ende des lösbaren Kontakts 22 hinaus, sodass ein Finger 3 einer Person nicht das Innere des Steckerpins 20 berühren kann.
  • Fig. 12 zeigt eine isometrische Ansicht des Steckerpins 20 und der Steckerbuchse 10 mit Berührschutz 14, 14a, 14b, 24. 24a, 24b im geöffneten bzw. getrennten Zustand. Hierbei passt die Steckerbuchse 20 inklusive des Berührschutzes (hier nur die Umhausung 14a dargestellt) in den Kragen 24a des Berührschutzes 24 des Steckerpins 20. Die jeweiligen festen Kontakte sind an eine elektrische Leitung angeschlossen.
  • Fig. 13 zeigt eine Schnittansicht des Steckerpins 20 und der Steckerbuchse 10 mit Berührschutz 14, 14a, 14b, 24, 24a, 24b im offenen Zustand. Hierbei ist zu erkennen, dass der Steckerpin 20 in die Steckerbuchse 10 passt, der Berührschutz 24, 24a, 24b des Steckerpins 20 die Steckerbuchse 10 inklusive deren Berührschutz 14, 14a, 14b aufnimmt und der Innenpin 14b des Berührschutzes 14 der Steckerbuchse 10 in den hohlen lösbaren Kontakt des Steckerpins 20 gesteckt werden kann. Ferner passt die Umhausung 14a des Berührschutzes 14, 14a, 14b der Steckerbuchse 10 in den Kragen 24b des Berührschutzes 24, 24a, 24b des Steckerpins 20.
  • Fig. 14 zeigt eine Schnittansicht des Steckerpins 20 und der Steckerbuchse 10 mit dem Berührschutz 14, 14a, 14b, 24, 24a, 24b im geschlossenen Zustand. Der Stecker 1 und dessen stromführenden Bereiche können weder im geöffneten noch im geschlossenen Zustand durch einen Finger einer Person berührt werden. Ferner ist zu erkennen, dass dennoch eine leitende Verbindung zwischen dem Steckerpin 20 und der Steckerbuchse 10 über die Ringfeder 5 möglich ist.
  • Fig. 15 zeigt ein Fahrzeug mit wenigstens einem vorhergehend und nachfolgend beschriebenen Stecker 1. Dieser Stecker 1 kann einen beschriebenen Steckerpin und eine beschriebene Steckerbuchse aufweisen. Insbesondere kann der Stecker zum Verbinden von Batterieelementen untereinander oder zum Verbinden der Batterie mit dem Fahrzeugbordnetz eingesetzt werden, ist jedoch nicht beschränkt hierauf.
  • Fig. 16 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung einer Steckerbuchse für einen Stecker. In Schritt S11 wird ein Hohlkörper erzeugt. Dieser Hohlkörper kann beispielsweise ein Rohr oder ein Rohrkabelschuh sein. Ferner kann der Hohlkörper durch Strangpressen oder durch ein Ziehverfahren erzeugt werden oder bereits als vorkonfektioniertes Rohr vorliegen. In Schritt S12 wird eine Nut in die Innenseite der Mantelfläche des Hohlkörpers mittels Umformung eingebracht, z.B. durch Sickenrollen oder hydraulisches Aufweiten. Diese Nut ist dazu eingerichtet, eine Ringfeder auszunehmen. Das Ablängen des Hohlkörpers auf die gewünschte Länge kann zwischen Schritt S11 und S12 oder nach Schritt S12 erfolgen. In Schritt S13 erfolgt das Formen eines festen Kontaktteils an einem Ende des Hohlkörpers. Das Ende des festen Kontaktteils kann das der Nut abgewandte Ende sein.
  • Fig. 17 zeigt ein Flussdiagramm zur Herstellung eines Steckerpins für einen Stecker. In Schritt S21 wird ein Hohlkörper mit einem ersten Außendurchmesser erzeugt, beispielsweise durch Ziehen eines Rohr, gefolgt von einem Abläng- oder Abstechschritt. Ferner kann der Hohlkörper durch Strangpressen erzeugt werden oder bereits als vorkonfektioniertes Rohr vorliegen. In Schritt S22 erfolgt eine Bearbeitung eines Endes des Hohlkörpers, beispielsweise durch Fräsen. Das Ablängen des Hohlkörpers auf die gewünschte Länge kann zwischen Schritt S21 und S22 oder nach Schritt S22 erfolgen. In Schritt S23 erfolgt das Anbringen eines festen Kontaktteils an dem anderen Ende des Hohlkörpers.
  • Fig.18A-E zeigen mehrere Ansichten eines Steckers 1 mit Steckerpin 20 und Steckerbuchse 10 gemäß einer Ausführungsform, die zwei Nuten 15 aufweist. In Fig. 18A ist auch das plattenförmige oder blechförmige Kontaktteil 100 gezeigt, das mit dem Ende des Hohlkörpers 13 verbunden ist, und das zum Anbringen einer elektrischen Leitung eingerichtet ist. Auch ist das plattenförmige oder blechförmige Kontaktteil 101 gezeigt, das mit dem Hohlkörper 102 des Steckerpins verbunden ist. In jeder der Nuten 15 ist eine Ringfeder 5 vorgesehen. Die Kappe 24 ist auf das vordere Ende des Pins 20 aufgesteckt und wird durch eine umlaufende Erhebung in Form einer Snap-Fit-Verbindung gehalten. Anstelle einer der Ringfedern 5 kann auch ein Dichtungselement 6 vorgesehen sein. Das vordere Ende des Steckerpins 20 steht auf der Steckerbuchse 10 heraus.
  • Fig.19A-E zeigen mehrere Ansichten eines Steckers 1 mit Steckerpin 20 und Steckerbuchse 10 gemäß einer weiteren Ausführungsform, die drei Nuten 15 aufweist, ansonsten aber der Ausführungsform der Figuren 18A-E entspricht. Es ist in den äußeren Nutenzwei jeweiweils ein Dichtungselement 6 vorgesehen, in der mittleren Nut 15 eine Ringfeder 5.
  • Die Dichtungelemente 6 dienen der Schwingungsdämpfung und der Abdichtung. Hierdurch kann die Lebensdauer des Steckers auch bei starker mechanischer Beanspruchung verlängert werden.
  • Ergänzend sei daraufhingewiesen, dass "umfassend" und "aufweisend" keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und die unbestimmten Artikel "eine" oder "ein" keine Vielzahl ausschließen. Ferner sei daraufhingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkungen anzusehen.

Claims (17)

  1. Steckerbuchse (10) für einen Stecker (1) eines Fahrzeugs, insbesondere für die Übertragung von hohen Strömen, aufweisend:
    einen rohrförmigen Hohlkörper (13), der ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist und zum Aufnehmen eines Steckerpins (20) eingerichtet ist;
    eine Nut (15), die zwischen dem ersten und dem zweiten Ende durch die Innenmantelfläche des Hohlkörpers in dessen Umfangsrichtung verlaufend ausgebildet ist; und
    eine Ringfeder (5), die für eine elektrische Kontaktierung des in den Hohlkörper einführbaren Steckerpins in der Nut angeordnet ist;
    wobei der rohrförmige Hohlkörper zum Ausbilden der Nut in eine nach außen gerichteten Ausbuchtung zumindest abschnittsweise umgeformt ist.
  2. Steckerbuchse (10) nach Anspruch 1,
    wobei der Hohlkörper (13) zum Ausbilden der Nut (15) durch hydraulisches Aufweiten oder Sickenrollen umgeformt ist.
  3. Steckerbuchse (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei der Hohlkörper (13) zwischen dem ersten und dem zweiten Ende eine Mehrzahl von zueinander parallel verlaufenden Nuten (15) aufweist.
  4. Steckerbuchse (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei in wenigstens einer der Nuten (15) ein Dichtungselement (6) angeordnet ist, das aus einem zu der Ringfeder (5) unterschiedlichen Werkstoff gefertigt ist.
  5. Steckerbuchse (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei in dem Hohlkörper (13) wenigstens drei Nuten (15) ausgebildet sind und in wenigstens einer der auf das erste und/oder zweite Ende bezogenen äußeren Nut der wenigstens drei Nuten ein Dichtungselement (6) angeordnet ist.
  6. Steckerbuchse (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei das erste oder zweite Ende des Hohlkörpers (13) mit einem plattenförmigen oder blechförmigen Kontaktteil (100) verbunden ist, insbesondere durch Einpressen oder Laserschweißen, das zum Anbringen einer elektrischen Leitung eingerichtet ist.
  7. Steckerbuchse (10) nach Anspruch 6,
    wobei das Kontaktteil (100) eine Durchgangsöffnung aufweist, in der das Ende des Hohlkörpers (13) zumindest abschnittsweise angeordnet ist.
  8. Steckerbuchse (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei eine Innenmantelfläche und/oder eine Außenmantelfläche des Hohlkörpers mit einem zweiten Metallwerkstoff überzogen ist, der gegenüber einem ersten Metallwerkstoff, aus dem der Hohlkörper gefertigt ist, eine höhere elektrische Leitfähigkeit aufweist.
  9. Steckerpin (20) für einen Stecker (1) eines Fahrzeugs (2), insbesondere für die Übertragung von hohen Strömen, aufweisend:
    einen rohrförmigen Hohlkörper (102), der ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist und zum Einstecken in eine Steckerbuchse (10) eingerichtet ist;
    eine elektrisch isolierenden Kappe (24), die an dem ersten Ende des Hohlkörpers angeordnet ist;
    wobei der Hohlkörper an dem der Kappe gegenüberliegenden zweiten Ende des Hohlkörpers mit einem plattenförmigen oder blechförmigen Leiter (101) verbunden ist.
  10. Steckerpin (20) nach Anspruch 9,
    wobei der rohrförmige Hohlkörper (102) eine Kontaktfläche aufweist, die durch Ziehen eines Rohres hergestellt ist, ohne zusätzlich gespant bearbeitet worden zu sein.
  11. Steckerpin (20) nach Anspruch 9 oder 10,
    wobei die Kappe (24) das erste Ende des Hohlkörpers (20) abschnittsweise umgreift und eine radiale Außenseite der Kappe im Wesentlichen bündig mit einer Außenmantelfläche des Hohlkörpers ist.
  12. Steckerpin (20) nach einem der Ansprüche 9 bis 11,
    wobei die Kappe formschlüssig, kraftschlüssig oder form- und kraftschlüssig an dem ersten Ende des Hohlkörpers gehalten ist.
  13. Steckerpin (20) nach einem der Ansprüche 9 bis 12,
    wobei eine Innenmantelfläche und/oder eine Außenmantelfläche des Hohlkörpers mit einem zweiten Metallwerkstoff überzogen ist, der gegenüber einem ersten Metallwerkstoff, aus dem der Hohlkörper gefertigt ist, eine höhere elektrische Leitfähigkeit aufweist.
  14. Steckerpin (20) nach einem der Ansprüche 9 bis 13,
    wobei der rohrförmige Hohlkörper (102) an einer Außenmantelfläche, die zumindest abschnittsweise einen Kontaktabschnitt für eine elektrische Kontaktierung mit der Steckerbuchse (10) ausbildet, einen arithmetischen Mittenrauwert, Ra, von 0,5 bis 1,1, vorzugsweise von 0,8, aufweist.
  15. Verfahren zum Herstellen eines Steckerpins (20) für einen Stecker (1) eines Fahrzeugs (2), insbesondere für die Übertragung von hohen Strömen, aufweisend die Schritte:
    Ziehen eines Rohres;
    Ablängen des Rohres zum Erzeugen eines rohrförmigen Hohlkörpers (102), der ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist und zum Einstecken in eine Steckerbuchse (10) eingerichtet ist, insbesondere ohne eine weitere spanende Bearbeitung des äußeren Kontaktbereichs;
    Formen des ersten Ende des Hohlkörpers und Anordnen einer elektrisch isolierenden Kappe (24) an dem ersten Ende des Hohlkörpers;
    Versehen des Hohlkörpers mit eier galvanischen Oberfläche, insbesondere Silber;
    Verbinden des Hohlkörpers an dem der Kappe gegenüberliegenden zweiten Ende des Hohlkörpers mit einem plattenförmigen oder blechförmigen Kontaktteil (101), das zum Anbringen einer elektrischen Leitung eingerichtet ist.
  16. Verfahren zum Herstellen einer Steckerbuchse (10) für einen Stecker (1) eines Fahrzeugs, insbesondere für die Übertragung von hohen Strömen, aufweisend die Schritte:
    Erzeugen eines rohrförmigen Hohlkörpers (13), der ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist und zum Aufnehmen eines Steckerpins (20) eingerichtet ist;
    zumindest abschnittsweises Umformen der rohrförmige Hohlkörper zum Ausbilden einer Nut (15) in eine nach außen gerichteten Ausbuchtung zwischen dem ersten und dem zweiten Ende;
    Versehen des rohrförmigen Hohlkörpers mit einer galvanischen Oberfläche, insbesondere Silber;
    Anordnen einer Ringfeder (5) in der Nut für eine elektrische Kontaktierung des in den Hohlkörper einführbaren Steckerpins.
  17. Fahrzeug (2) mit einem Stecker (1), der eine Steckerbuchse (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und ein Steckpin (20) nach einem der Ansprüche 9 bis 14 aufweist.
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