EP3878060B1

EP3878060B1 - Hochstromsteckverbinder und steckverbindersystem

Info

Publication number: EP3878060B1
Application number: EP19802056.2A
Authority: EP
Inventors: Wilhelm KLIEVER
Original assignee: Harting Electric GmbH and Co KG
Current assignee: Harting Electric Stiftung and Co KG
Priority date: 2018-11-07
Filing date: 2019-10-30
Publication date: 2023-08-30
Anticipated expiration: 2039-10-30
Also published as: CN112930627B; WO2020094181A1; DE102018127720B3; EP3878060A1; CN112930627A; KR102562506B1; US11424577B2; KR20210089216A; US20220037835A1

Description

Die Erfindung geht aus von einem Hochstromsteckverbinder nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1.
Weiterhin geht die Erfindung aus von einem Hochstromsteckverbindersystem, aufweisend den Hochstromsteckverbinder gemäß Anspruch 1 und einen Gegensteckverbinder.
Derartige Hochstromsteckverbinder können besonders vorteilhaft mit dem besagten Gegensteckverbinder, der insbesondere einen gewinkelten Kabelabgang aufweist, beispielsweise in Form des vorgenannten Hochstromsteckverbindersystems verwendet werden. Um Fehlsteckungen zu vermeiden, können der Hochstromsteckverbinder und der Gegensteckverbinder als einander zugehörig kodiert sein. Ein solches Hochstromsteckverbindersystem wird beispielsweise benötigt, um einen entsprechend starken Litzenleiter an eine Batterie anzuschließen, z.B. um einen Elektromotor in einem Elektroauto mit elektrischem Strom zu versorgen. Üblicherweise besitzt der Hochstromsteckverbinder ein Anbaugehäuse, einen Isolierkörper und einen Steckkontakt, mit dem er elektrisch und mechanisch mit einer Stromschiene verbindbar ist. Über den Steckkontakt des Hochstromsteckverbinders können mehr als 25 A (Ampere), insbesondere mehr als 75 A, beispielsweise 150 A und mehr übertragen werden.

Stand der Technik

Im Stand der Technik ist aus der Druckschrift DE 10 2015 113 786 A1 ein einpoliger, gewinkelter Steckverbinder bekannt, welcher ein Steckverbindergehäuse, einen Isolierkörper und einen Kontakt aufweist. Dabei ist der Steckverbinder rechtwinkelig ausgebildet und für die Montage auf einer Gerätewand oder einer anderen Oberfläche ausgebildet. Das dazugehörige Kontaktelement ist ebenfalls rechtwinkelig und einstückig ausgebildet. Für die Montage des Steckverbinders ist ein zweiteiliger Isolierkörper notwendig, welcher aus zwei Richtungen in dem Steckverbindereinbaugehäuse montiert wird.
Darauf aufbauend schlägt die Druckschrift DE 10 2011 004 347 A1 einen mehrpoligen elektrischen Verbinder vor. Dieser elektrische Verbinder dient zum Herstellen einer Steckverbindung mit einem Gegenverbinder. Der elektrische Verbinder weist ein Gehäuse sowie eine an dem Gehäuse angeordnete Dichtung auf. Der Verbinder kann einen abgewinkelten Leitungsabgang von 90° besitzen um den Platzbedarf zu reduzieren. Weiterhin wird ein Hochstromsteckverbindersystem offenbart. Dies umfasst einen solchen elektrischen Verbinder und einen mit dem elektrischen Verbinder steckbaren Gegenverbinder. Bei dem Hochstromsteckverbindersystem kann es sich insbesondere um ein bei Hybrid-, Batterie- und/oder Brennstoffzellenfahrzeugen einsetzbares Hochspannungs- bzw. HV-Hochstromsteckverbindersystem ("High Voltage") handeln, mit dessen Hilfe Hochspannungsleitungen elektrisch an Vorrichtungen wie zum Beispiel Batterien, Elektromotoren, usw. angeschlossen werden können. Auch weist der Gegenverbinder an dem Basisteil ausgebildete und sich über die Unterseite hinaus ersteckende Erhebungen auf, mit deren Hilfe eine "Kodierung" des Gegenverbinders verwirklicht werden kann, um zum Beispiel den Gegenverbinder nur auf bestimmte Vorrichtungen (mit den Erhebungen zugeordneten Aussparungen) und/oder in einer vorbestimmten Ausrichtung auf eine Vorrichtung aufschrauben zu können.
Die Druckschrift WO 2016/131526 A1 offenbart einen gewinkelten Hochstrom-Steckverbinder mit einem Innenleiterkontakt zur Stromführung, einem Außenleiterteil und einem den Innenleiterkontakt von dem Außenleiterteil beabstandet haltenden Isolatorteil. An dem Steckverbinder ist ein elastisch komprimierbares Dämpfungselement vorgesehen. Dieses ist beim Einstecken eines komplementären Gegensteckverbinders in den Steckverbinder elastisch komprimierbar und verringert dabei die Beweglichkeit des Isolatorteils gegenüber dem Innenleiterkontakt.
Im Hochstrombereich ist es besonders wichtig, Steckverbinder als einander zugehörig kodieren zu können, um so gefährliche Fehlsteckungen auszuschließen. Nachteilig ist dabei, dass durch die üblichen Kodierungen die Richtung eines ggf. gewinkelten Kabelabgangs des gesteckten Gegensteckverbinders automatisch festgelegt ist. Dies sorgt beim Einbau in und/oder an vorgegebene Geräte, z.B. in Motorenräume, Maschinen und/oder Anlagen, etc. aufgrund der dort vorgegebenen und meist beengten Platzverhältnisse zunehmend für Probleme und/oder unerwünschten Aufwand.

Aufgabenstellung

Die Aufgabe der Erfindung besteht folglich darin, einen Hochstromsteckverbinder anzugeben, der zur Verwendung mit einem bestimmten Gegensteckverbinder kodierbar und dabei flexibel und komfortabel an die Gegebenheiten des Bauraums, in dem er eingesetzt wird, anpassbar ist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Ein Hochstromsteckverbinder ist zum Ein- und/oder Anbau in oder an eine elektrische Vorrichtung, nämlich an eine Stromschiene dieser Vorrichtung, sowie zum Stecken mit einem Gegensteckverbinder und zur Übertragung elektrischer Energie an den Gegensteckverbinder vorgesehen.
Der Hochstromsteckverbinder besitzt einen Isolierkörper. Der Isolierkörper besitzt ein Polarisationselement zur Festlegung der Ausrichtung des Der Hochstromsteckverbinder besitzt einen Isolierkörper. Der Isolierkörper besitzt ein Polarisationselement zur Festlegung der Ausrichtung des Gegensteckverbinders am Isolierkörper, sowie ein Kodierelement zur Vermeidung von Fehlsteckungen. Insbesondere kann das Kodierelement durch seine Relativposition zum Polarisationselement eine bestimmte Kodierung bewirken.
Der Hochstromsteckverbinder besitzt einen in seinem Isolierkörper angeordneten Steckkontakt mit einer Steckachse, wobei der Steckkontakt an einem ersten Ende einen Steckbereich und diesem gegenüberliegend an einem zweiten Ende einen Anschlussbereich mit einem Schraubgewinde, insbesondere einem Außengewinde, besitzt. Bevorzugt handelt es sich bei dem Steckkontakt um einen Stiftkontakt.
Das Anbaugehäuse und der Steckkontakt, insbesondere der Stiftkontakt, sind jeweils an der elektrischen Vorrichtung fixierbar und der Steckkontakt ist zusätzlich elektrisch damit kontaktierbar. Insbesondere kann der Steckkontakt, insbesondere der Stiftkontakt, an einer Stromschiene der elektrischen Vorrichtung fixiert werden und elektrisch damit kontaktieren. Beispielsweise kann der Steckkontakt mit seinem Schraubgewinde, bei dem es sich bevorzugt um ein Außengewinde handelt, in ein Innengewinde einer zylindrischen Durchgangsöffnung der Stromschiene eingeschraubt werden. Alternativ oder ergänzend kann der Steckkontakt mit seinem Außengewinde durch eine gewindefreie, zylindrische Durchgangsöffnung einer Stromschiene geführt und mit einer oder zwei Schraubmuttern, z.B. beidseitig, daran festgeschraubt werden. Gleichzeitig ist der Isolierkörper jedoch um die Steckachse drehbar am Steckkontakt und gegebenenfalls auch im Anbaugehäuse gehalten.
Wie bereits erwähnt, kann es sich bei dem Steckkontakt insbesondere um einen Stiftkontakt handeln. Der Steckbereich des Stiftkontakts kann dann durch einen Kontaktstift gebildet sein. Der Gegensteckverbinder kann elektrischen Energie kann über den Steckkontakt und den Gegensteckkontakt ein Strom von 25 A (Ampere), insbesondere mehr als 75 A, beispielsweise mehr als 100 A oder sogar 150 A und mehr fließen.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung weist der Hochstromsteckverbinder ein Anbaugehäuse auf, das an der elektrischen Vorrichtung fixierbar ist, wobei der Isolierkörper in dem Anbaugehäuse angeordnet und um die Steckkontaktachse drehbar darin gehalten ist.
Die Erfindung ist von besonderem Vorteil, weil somit nicht nur der Isolierkörper an der elektrischen Vorrichtung um die Steckachse drehbar gehalten ist, sondern damit auch der damit gesteckte und an dem Isolierkörper ausgerichtete und kodierte Gegensteckverbinder. Besitzt der Gegensteckverbinder einen gewinkelten Kabelabgang, dann kann dieser Kabelabgang auch im eingebauten und gesteckten Zustand aufgrund der besagten Drehbarkeit des Isolierkörpers in einer Ebene senkrecht zur Steckrichtung variabel in jede gewünschte Richtung gedreht werden. Dies ist von besonderem Vorteil, wenn der Hochstromsteckverbinder in oder an die elektrische Vorrichtung, z.B. eine Maschine oder ein Gerät oder einen Motorenraum oder in irgendeinen anderen Bauraum, eingebaut ist, in dem die Platzverhältnisse eine flexible Ausrichtung verlangen.
Ist beispielsweise der Steckkontakt anschlussseitig mit seinem Schraubgewinde in oder an der besagten Stromschiene des elektrischen Geräts zur Befestigung und zur elektrischen Verbindung ein- oder angeschraubt, so kann der Kabelabgang des damit verbundenen Gegensteckverbinders relativ zur Stromschiene, also zum elektrischen Gerät, um die Steckkontaktachse gedreht werden. Somit kann der Kabelabgang in jede gewünschte Richtung weisen, welche in einer Ebene rechtwinklig zur Steckkontaktachse liegt. Dadurch ist gerade in einem besonders beengten oder anderweitig restriktiven Bauraum eine besonders hohe Flexibilität gegeben. Insbesondere gestaltet sich die rechtwinklig zur Steckkontaktachse liegt. Dadurch ist gerade in einem besonders beengten oder anderweitig restriktiven Bauraum eine besonders hohe Flexibilität gegeben. Insbesondere gestaltet sich die Bedienung besonders komfortabel, weil der Gegensteckverbinder dazu lediglich händisch in die gewünschte Richtung gedreht werden muss. Es muss dazu also beispielsweise nicht eine Schraube und/oder eine Schraubmutter gelöst und nach Änderung der Position des Anbaugehäuses wieder verschraubt werden. Gleichzeitig bleibt die Kodierung erhalten, so dass Fehlsteckungen weiterhin unterbunden werden.
Die Kodierung kann insbesondere durch die Festlegung der Relativposition zwischen dem Kodierelement und dem Polarisationselement des Isolierkörpers stattfinden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung kann der Isolierkörper einen umlaufenden Kragen und einen davon eingeschlossenen Hohlraum aufweisen. In diesen Hohlraum kann der Steckkontakt, insbesondere der Stiftkontakt, mit seinem Steckbereich, insbesondere mit seinem Kontaktstift, hineinragen.
Der ansonsten hohlzylinderförmig ausgebildete Kragen des Isolierkörpers des Hochstromsteckverbinders kann als Polarisationselement an einem bestimmten Abschnitt, nämlich einem Polarisationsabschnitt, eine davon abweichende, polarisierende Form aufweisen, durch welche die Ausrichtung des gegebenenfalls damit gesteckten Gegensteckverbinders am Isolierkörper festgelegt ist. Der Polarisationsabschnitt kann also beispielsweise abgeflacht verlaufen, d.h. mit anderen Worten kann der Kragen im Polarisationsabschnitt flächig ausgeführt sein, währen er sonst hohlzylinderförmig ausgestaltet ist.
Als Kodierelement kann der Isolierkörper an seinem umlaufenden Kragen eine Kodieranformung besitzen. Die Kodieranformung kann durch ihre Relativposition zum Polarisationselement, insbesondere zum Polarisationsabschnitt, die besagte Kodierung bewirken. Beispielsweise kann die Kodieranformung dem Polarisationselement gegenüberliegend am umlaufenden Kragen angeordnet sein.
Der Gegensteckverbinder kann an einem Gegenisolierkörper als Gegenkodierelement eine dazu passende Kodierausnehmung aufweisen, die durch ihre Form und ihre Position mit der Kodieranformung des Kragens beim Steckvorgang korrespondiert und kodierend zusammenwirkt.
Der Gegenisolierkörper des Gegensteckverbinders kann weiterhin ein Gegenpolarisationselement aufweisen. Insbesondere kann er zumindest Abschnittsweise, nämlich mit einem Gegenpolarisationsabschnitt, in seiner Form zum Polarisationsabschnitt des Isolierkörpers komplementär und passgenau in dessen Kragen einfügbar sein.
Der Gegenisolierkörper kann also, mit anderen Worten gesagt, ebenfalls einen passenden abgeflachten Abschnitt, nämlich den besagten Gegenpolarisationsabschnitt, besitzen, der dem Polarisationsabschnitt des umlaufenden Kragens des Isolierkörpers entspricht und beim Stecken ausrichtend mit diesem zusammenwirkt. Im gesteckten Zustand kann der Gegensteckverbinder dadurch in seiner Ausrichtung am Isolierkörper festgelegt sein.
Abgesehen von diesem Gegenpolarisationsabschnitt kann der Gegensteckverbinder an seinem Gegensteckbereich zylindrisch ausgeführt sein.
Beispielsweise kann die Kodierausnehmung des Gegensteckverbinders seinem Gegenpolarisationsabschnitt gegenüberliegend am Gegenisolierkörper angeordnet sein.
Der Gegenisolierkörper kann somit im Steckvorgang zumindest teilweise, nämlich mit einem Steckabschnitt, insbesondere formschlüssig, in den umlaufenden Kragen des Isolierkörpers einfügbar sein.
Befinden sich die Kodierausnehmung des Gegensteckverbinders und die Kodieranformung des Hochstromsteckverbinders relativ zum jeweiligen Polarisationsabschnitt bzw. zum Gegenpolarisationsabschnitt in der gleichen Position, so kann der Steckvorgang stattfinden. Anderenfalls passen der Hochstromsteckverbinder und der Gegensteckverbinder nicht zusammen und der Steckvorgang ist automatisch verhindert.
Bevorzugt kann der Steckkontakt, insbesondere der Stiftkontakt, aus Metall sein. Insbesondere kann es sich um ein Drehteil handeln.
Der Steckkontakt, insbesondere der Stiftkontakt, kann an seinem Steckbereich, insbesondere seinem Kontaktstift, eine Ausnehmung, insbesondere eine umlaufende Nut besitzen, in welcher eine Kontaktfeder, insbesondere eine umlaufende Spiralfeder, zur elektrischen Kontaktierung des Gegensteckkontakts, insbesondere des Buchsenkontakts, des Gegensteckverbinders, angeordnet ist.
Aus Gründen der elektrischen Sicherheit kann der Steckkontakt, insbesondere der Stiftkontakt, am freistehenden Ende seines Steckbereichs, insbesondere seines Kontaktstifts, einen Berührschutz aufweisen, der aus einem elektrisch isolierenden Material, insbesondere Kunststoff, besteht.
Das Steckverbindergehäuse kann zu seiner Befestigung einen Anbauflansch aufweisen. Mit diesem kann es beispielsweise an einem Gehäuse des elektrischen Gerätes befestigt werden.
Der Hochstromsteckverbinder kann vorteilhafterweise einpolig ausgeführt sein, d.h. genau einen Steckkontakt besitzen.
Wie bereits erwähnt, kann es sich bei dem anschlussseitige Schraubgewinde des Steckkontakts um ein Außengewinde handeln. Mit diesem Außengewinde kann der Steckkontakt des Hochstromsteckverbinders in oder an der Stromschiene der elektrischen Vorrichtung ein- oder anschraubbar und dadurch mechanisch daran fixierbar und gleichzeitig elektrisch damit kontaktierbar sein.
Beim Einschraubvorgang des Steckkontakts mit dem Außengewinde in ein Innengewinde der Stromschiene kann die exakte Ausrichtung des Steckkontakts oft nicht genau festgelegt werden. Die Ausrichtung des Steckkontakts und des Anbaugehäuses relativ zur Stromschiene ist dann willkürlich festgelegt. Vorteilhafterweise kann nun aber der gewinkelte Kabelabgang des damit gesteckten Gegensteckverbinders trotzdem davon unabhängig in die gewünschte Richtung ausgerichtet werden, da der Gegensteckverbinder schließlich an dem drehbar gehaltenen Isolierkörper des Hochstromsteckverbinders ausgerichtet ist.
Das Hochstromsteckverbindersystem weist den Hochstromsteckverbinder und den Gegensteckverbinder auf, wobei der Gegensteckverbinder den besagten gewinkelten Kabelabgang besitzt.
Wie bereits erwähnt können der Hochstromsteckverbinder und der Gegensteckverbinder eine gemeinsame Kodierung besitzen, durch die sie als einander zugehörig und miteinander steckbar festgelegt sind. Umgekehrt können auch weitere Gegensteckverbinder existieren, die eine andere Kodierung besitzen und daher nicht mit dem Hochstromsteckverbinder steckbar sind. Dies hat den Vorteil, dass Fehlsteckungen, also als ungewünscht festgelegte Steckverbindungen, vermieden werden können.
Dazu kann auch der Gegensteckverbinder bezüglich seiner Steckbarkeit und der Ausrichtung seines gewinkelten Kabelabgangs durch die Relativposition seines Gegenkodierelements zu seinem Gegenpolarisationselement am Isolierkörper des Hochstromsteckverbinders festgelegt sein. Durch die Drehbarkeit des Isolierkörpers relativ zum Anbaugehäuse ist der Kabelabgang des am Isolierkörper ausgerichteten Gegensteckverbinders um die Steckkontaktachse drehbar, d.h. variabel, am Hochstromsteckverbinder gehalten.

Ausführungsbeispiel

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 a: einen Hochstromsteckverbinder ohne Anbaugehäuse, mit einem Isolierkörper mit umlaufendem Kragen, eingefügtem Stiftkontakt und Verriegelungsbügel;
Fig. 1b: den Stiftkontakt als separates Bauteil;
Fig. 2a, b: einen weiteren Hochstromsteckverbinder mit einem Anbaugehäuse in schräger Draufsicht sowie in einer Querschnittsdarstellung;
Fig. 3a, b: ein gestecktes Hochstromsteckverbindersystem, aufweisend den Hochstromsteckverbinder und einen Gegensteckverbinder in Seitenansicht und als Querschnittsdarstellung;
Fig. 3d: die vorgenannte Anordnung ohne Halteplatte in der Draufsicht;
Fig. 4a - d: den gewinkelten Gegensteckverbinder in verschiedenen Ansichten;
Fig. 4e: den gewinkelten Buchsenkontakt des Gegensteckverbinders;
Fig. 4f: eine Halteplatte des Gegensteckverbinders in Seitenansicht;
Fig. 4g - h: einen Gegenisolierkörper des Gegensteckverbinders aus Seitenansicht und in einer schrägen Draufsicht;
Fig. 5a - d: den Hochstromsteckverbinder mit und ohne Anbaugehäuse mit drei verschiedenen Kodierungen.

Die Figuren enthalten teilweise vereinfachte, schematische Darstellungen. Zum Teil werden für gleiche, aber gegebenenfalls nicht identische Elemente identische Bezugszeichen verwendet. Verschiedene Ansichten gleicher Elemente könnten unterschiedlich skaliert sein.
Die Fig.1a zeigt einen Hochstromsteckverbinder 1 mit einem Isolierkörper 14. Der Isolierkörper 1 besitzt einen umlaufendem Kragen 148, durch den ein Hohlraum 140 gebildet ist. Weiterhin ist in den Isolierkörper 14 ein Steckkontakt in Form eines Stiftkontakts 11 um seine Stiftachse S drehbar gehalten. Umgekehrt betrachtet ist somit der Isolierkörper 14 am Steckkontakt 11 um die Stiftachse S drehbar gehalten. Der Steckkontakt 11 ist ein Hochstromkontakt und kann beispielsweise Stromstärken von 10 A (Ampere) und mehr übertragen.
In einer jeweils anderen Ausführung könnte es sich bei dem Steckkontakt aber auch um einen Buchsenkontakt, einen hermaphroditischen Kontakt oder irgendeinen anderen Steckkontakt handeln, welcher in der Lage ist, In einer jeweils anderen Ausführung könnte es sich bei dem Steckkontakt aber auch um einen Buchsenkontakt, einen hermaphroditischen Kontakt oder irgendeinen anderen Steckkontakt handeln, welcher in der Lage ist, Stromstärken von z.B. 10 A und mehr zu übertragen.
Weiterhin besitzt der Hochstromsteckverbinder 1 einen am umlaufenden Kragen 148 des Isolierkörpers 14 um eine Drehachse D schwenkbar gehaltenen Verriegelungsbügel 18, wobei die Drehachse D senkrecht zur Stiftachse S verläuft. Durch diese Schwenkbewegung ist ein mit dem Hochstromsteckverbinder 1 gesteckter Gegensteckverbinder 4 am Hochstromsteckverbinder 1 verriegelbar. In vorliegenden Beispiel ist der Verriegelungsbügel 18 an zwei einander gegenüberliegenden Drehzapfen 143 um die Drehachse D drehbar gehalten.
Der umlaufende Kragen 148 besitzt ein Polarisationselement in Form eines flächigen Polarisationsabschnitts 146, der zur Ausrichtung des damit gesteckten Gegensteckverbinders 4 vorgesehen ist. In Bereich dieses Polarisationsabschnitts 146 besitzt der umlaufende Kragen 148 eine flächige Form. Gegenüberliegend, also in einem Winkelabstand von 180°, besitzt der Isolierkörper 14 an seinem umlaufenden Kragen 148 ein Kodierelement in Form einer nach innen gerichteten, d.h. in den Hohlraum 140 hineinragenden, Kodieranformung 145.
Der Stiftkontakt 11 ist in der Fig.1b noch einmal gesondert dargestellt. Die in dieser Darstellung eingezeichnete Stiftachse S ist in diesem Fall durch die Symmetrieachse des Stiftkontakts 11 gebildet.
Der Stiftkontakt 11 besitzt an seinem Steckbereich, der als Kontaktstift 116 ausgeführt ist, eine nicht näher bezeichnete umlaufende Nut, in der eine Kontaktfeder in Form einer ringförmig ausgeführten Spiralfeder 118 zur elektrischen Kontaktierung einer Kontaktbuchse 411 des Gegensteckverbinders 4 angeordnet ist.
An dem frei stehenden Ende seines als Kontaktstift 116 ausgeführten Steckbereichs ist am Stiftkontakt 11 aus Gründen der elektrischen Sicherheit ein Berührschutz 12 aus Kunststoff befestigt.
Am gegenüberliegenden Ende besitzt der Stiftkontakt 11 einen Anschlussbereich 117 mit einem als Außengewinde 113 ausgeführten Schraubgewinde zur Verschraubung in oder an einer nicht in der Zeichnung dargestellten Stromschiene einer elektrischen Vorrichtung oder dergleichen.
Zwischen dem Steckbereich/ Kontaktstift 116 und dem Anschlussbereich mit dem Außengewinde 113 besitzt der Steckkontakt 11 einen tellerförmigen Trennkragen 132 sowie einen Schraubmutterabschnitt 131. Letzterer dient z.B. dem händischen Einschrauben des Außengewindes 113 in ein Innengewinde der Stromschiene mittels eines Schraubschlüssels oder zum Festhalten ("Kontern") des Stiftkontakts 11 bei einem vergleichbaren Schraub- oder Montagevorgang.
Die Fig. 2 zeigt einen weiteren Hochstromsteckverbinder 1', der dem vorgenannten Hochstromsteckverbinder 1 weitgehend entspricht, jedoch zusätzlich mit einem Anbaugehäuse 15 ausgestattet ist. Die Fig. 2a zeigt diesen Hochstromsteckverbinder 1' in schräger Draufsicht. Die Fig. 2b zeigt ihn in einer Querschnittsdarstellung.
Das Anbaugehäuse 15 besitzt eine hohlzylinderförmige Hülse 154, in welche der Isolierkörper 145 eingesteckt ist. Dabei ist der Isolierkörper 14 um die Stiftachse S drehbar in dem Anbaugehäuse 15 gehalten.
Das Anbaugehäuse 15 besitzt weiterhin einen Befestigungsflansch 156 mit Schraubdurchlässen 150 zur Befestigung, z.B. an einem Vorrichtungsgehäuse der nicht in der Zeichnung dargestellten elektrischen Vorrichtung.
Weiterhin sind am Außengewinde 113 des Anschlussbereichs 117 des Stiftkontakts 11 zwei Schraubmuttern 13, 13' angeordnet, mit denen der Stiftkontakt 11 beispielsweise der Stromschiene der besagten elektrischen Vorrichtung anschraubbar und dadurch daran befestigbar und elektrisch damit kontaktierbar ist.
Die Fig. 3a und 3b zeigen ein Hochstromsteckverbindersystem, aufweisend den vorgenannten Hochstromsteckverbinder 1' und einen Gegensteckverbinder 4. Der Gegensteckverbinder 4 ist mit seinem dadurch in dieser Darstellung nicht sichtbaren Gegensteckbereich 441 seines Gegenisolierkörpers 44 in den Hochstromsteckverbinder 1' gesteckt und mit seinen Verriegelungszapfen 443 an dessen Verriegelungsbügel 18 verriegelt. Dabei übergreift der in seine Verriegelungsposition geschwenkte Verriegelungsbügel 18 die Verriegelungszapfen 443 des Gegensteckverbinders 4.
Bei dem Gegensteckverbinder 4 handelt es sich um einen gewinkelten Steckverbinder, d.h. er besitzt einen Kabelabgang 42, der von seinem Gegensteckbereich 441 abgewinkelt ist. Im vorliegenden Beispiel ist der Kabelabgang 42 vom Gegensteckbereich 441 um 90° abgewinkelt, doch auch andere Winkelstellungen sind möglich. Die Verwendung gewinkelter Steckverbinder hat grundsätzlich den Vorteil der Platzersparnis in Steckrichtung. Der Kabelabgang 42 setzt sich in diesem Fall zusammen aus einer separaten Halteplatte 421 und einem kabelanschlussseitigen, vom Gegensteckbereich 441 abgewinkelten Teil des Gegenisolierkörpers 44.
Im vorliegenden Fall ist jedoch der Isolierkörper 14 des Hochstromsteckverbinders 1 drehbar gelagert und kann so trotz der Befestigung des Stiftkontakts 11 und gegebenenfalls des Anbaugehäuses 15 um die Steckkontaktachse S gedreht werden. Da auch der Verriegelungsbügel 18 - nicht etwa wie sonst üblich am Anbaugehäuse 15 - sondern am drehbaren Isolierkörper 14 gehalten ist, kann auch der Gegensteckverbinder 4 mit seinem gewinkelten Kabelabgang 42 problemlos um die Steckkontaktachse S gedreht werden.
In einer anderen Ausführung kann der Verriegelungsbügel 18 an dem Gegensteckverbinder 4 schwenkbar gehalten sein und am Isolierkörper 14 des Hochstromsteckverbinders 1' verrasten. Entscheidend dabei ist, dass der Gegensteckverbinder 4 durch die Verriegelung am Isolierkörper 14 und nicht am Anbaugehäuse 15 fixiert wird.
Der Gegensteckkontakt 4 besitzt einen Gegensteckkontakt in Form eines Buchsenkontakts 41. Dieser ist ebenfalls gewinkelt ausgeführt. Sein Steckbereich ist als Kontaktbuchse 411 ausgeführt und ist, wie in der Fig. 3b gut zu sehen ist, mit dem Kontaktstift 116 des Stiftkontakts 11 steckbar.
Weiterhin besitzt der Gegensteckverbinder 4 an seinem Kabelabgang 42 eine Kabelverschraubung 43 zur Zugentlastung und Abdichtung eines daran angeschlossenen Kabels. Diese ist nur der Vollständigkeit wegen erwähnt.
Die Fig. 3c und 3d veranschaulichen eine ähnliche Vorrichtung aus anderen Perspektiven für den erstgenannten Hochstromsteckverbinder 1, welcher kein Anbaugehäuse 14 aufweist. Der Isolierkörper 14 ist dabei lediglich drehbar am Stiftkontakt 11 gehalten. Der Stiftkontakt 11 kann mit dem Außengewinde 113 seines Anschlussbereichs 117 z.B. an einer Stromschiene der elektrischen Vorrichtung verschraubt und dadurch mechanisch daran fixiert und elektrisch damit verbunden werden.
Der Isolierkörper 14 ist um die Steckachse S drehbar am Stiftkontakt 11 gehalten. Die gekrümmten Doppelpfeile R, R' symbolisieren die dadurch ermöglichte jeweilige Rotations-, d.h. Drehbewegung um die Steckkontaktachse S. Insbesondere zeigt der erste gekrümmte Doppelpfeil R die Drehbewegung, die der Kabelabgang 42 des Gegensteckverbinders ausführen kann. Der zweite gekrümmte Doppelpfeil R' symbolisiert die damit verbundene Drehbewegung des Isolierkörpers 14 um die Steckkontaktachse S.
Die Fig. 3c zeigt das vollständige Hochstromsteckverbindersystem in gestecktem und verriegelten Zustand in einer schrägen Draufsicht.
Die Fig. 3d zeigt das Hochstromsteckverbindersystem ohne die Halteplatte 42 in einer senkrechten Draufsicht. Durch das Fehlen der Halteplatte 42 ist der Blick auf den Kabelanschlussbereich 413 des Buchsenkontakts 41 freigegeben
Die Fig. 4a - d zeigen den gewinkelten Gegensteckverbinder 4 in verschiedenen Ansichten, nämlich einer schrägen Seitenansicht, einer Frontalansicht, einer Seitenansicht und einer schrägen Draufsicht.
Der Gegensteckverbinder 4 besitzt eine Halteplatte 421 sowie einen Gegenisolierkörper 44.
An seinem steckseitigen Ende besitzt der Gegenisolierkörper 44 einen Gegensteckbereich 441 mit einem Gegenpolarisationselement in Form eines flächigen Gegenpolarisationsabschnitts 446. Diesem Gegenpolarisationsabschnitt 446 gegenüberliegend besitzt der Gegensteckbereich 441 als Gegenkodierelement eine Kodierausnehmung 445. An den Gegensteckbereich 441 ist ein hohlzylindrischer Buchsenberührschutz 442 angeformt. Dieser weist eine Steckkontaktöffnung 440 auf, welche in der Fig. 4a den Blick auf das Die Fig. 4e zeigt den gewinkelten Buchsenkontakt 41, dessen Kabelanschlussbereich 413 als Crimpanschluss ausgeführt ist. Der Kabelanschlussbereich 413 und die besagte Kontaktbuchse 411 sind dabei rechtwinklig zueinander angeordnet.
Dir Fig. 4f zeigt die besagte Halteplatte 421 in einer Seitenansicht.
Die Fig. 4g und 4h zeigen den Gegenisolierkörper 44 in einer schrägen Draufsicht.
Die Fig. 5a - 5d zeigen verschiedene Kodierungen des Isolierkörpers 14 des Hochstromsteckverbinders 1, 1'.
Die Fig. 5a zeigt denn weiteren Hochstromsteckverbinder 1' mit dem Anbaugehäuse 15 und seinem Befestigungsflansch 156. Dabei ist der Kontaktstift 116 des Stiftkontakts 11 durch den daraufgesteckten Berührschutz 12 verdeckt. Der Schraubmutterabschnitt und der tellerförmige Trennkragen sind jedoch in dieser Darstellung gut zu sehen. Der Stiftkontakt 11 ist mit seinem Gewinde 113 und das Anbaugehäuse 15 mit seinem Befestigungsflansch 156 an der nicht dargestellten elektrischen Vorrichtung befestigt. Der Stiftkontakt 11 und das Anbaugehäuse befinden sich also in einer festen Position zueinander.
Der Isolierkörper 14, von dem in dieser Darstellung nur der umlaufende Kragen 148 zu sehen ist, besitzt an diesem umlaufenden Kragen 148 den Polarisationsabschnitt 146 (in der Zeichnung oben dargestellt) und gegenüberliegend die nach innen gerichtete Kodieranformung 145.
In der Fig. 5b ist der Hochstromsteckverbinder 1 ohne Anbaugehäuse 15 vergrößert dargestellt.
In der Fig. 5b ist der Hochstromsteckverbinder 1 ohne Anbaugehäuse 15 vergrößert dargestellt.
In anderen Ausführungen befinden die sich jeweilige Kodieranformungen 145', 145" je an einem anderen Bereich des umlaufenden Kragens 148, wodurch dann jeweils eine andere Kodierung entsteht. Beispielsweise ist auch einen Winkelabstand von je 90° möglich, wie es beispielhaft in der Fig. 5c und 5d gezeigt ist. Dann liegt die jeweilige Kodieranformung 145', 145" auf der Drehachse D. Selbstverständlich ist auch eine Vielzahl weiterer Winkelabstände zur unterschiedlichen Kodierung möglich, so dass eine sehr große Zahl unterschiedlicher Kodierungen möglich ist.
Aus dieser Darstellung wird deutlich, dass die eigentliche Kodierung durch die Relativposition zwischen dem jeweiligen Kodierelement 145 bzw. Gegenkodierelement 445 zum Polarisationselement bzw. Gegenpolarisationselement 146 entsteht.
In der vorliegenden Ausführung ist dies folgendermaßen umgesetzt: Beim Hochstromsteckverbinder wird diese Relativposition zwischen der Kodieranformung 145 und dem Polarisationsabschnitt 146 gebildet, beim Gegensteckverbinder zwischen der Polarisationsausnehmung 445 und dem Gegenpolarisationsabschnitt 446.
Stimmen diese Relativpositionen miteinander überein, so ist der Hochstromsteckverbinder 1, 1 ' mit dem Gegensteckverbinder 4 steckbar. Außerdem ist der Gegensteckverbinder 4 mit seinem gewinkelten Kabelabgang 42 flexibel ausrichtbar.
Auch wenn in den Figuren verschiedene Aspekte oder Merkmale der Erfindung jeweils in Kombination gezeigt sind, ist für den Fachmann - soweit nicht anders angegeben - ersichtlich, dass die dargestellten und diskutierten Kombinationen nicht die einzig möglichen sind. Insbesondere können einander entsprechende Einheiten oder Merkmalskomplexe aus unterschiedlichen Ausführungsbeispielen miteinander ausgetauscht werden.

Bezugszeichenliste

1, 1': Hochstromsteckverbinder
11: Steckkontakt, Stiftkontakt
113: Schraubgewinde, Außengewinde
12: Berührschutz
13, 13': Schraubmuttern
131: Schraubmutterabschnitt
132: tellerförmiger Trennkragen
116: Steckbereich, Kontaktstift
117: Anschlussbereich
118: Kontaktfeder, ringförmig ausgeführte Spiralfeder
14: Isolierkörper
140: Hohlraum
143: Drehzapfen
145, 145', 145": Kodierelement, Kodieranformung
146: Polarisationselement, Polarisationsabschnitt
148: umlaufender Kragen
15: Anbaugehäuse
150: Schraubdurchlässe
154: hohlzylinderförmige Hülse
156: Befestigungsflansch
18: Verriegelungsbügel

4: gewinkelter Gegensteckverbinder
41: Gegensteckkontakt, Buchsenkontakt
411: Kontaktbuchse
413: Kabelanschlussbereich, Crimpanschluss
42: Kabelabgang
421: Halteplatte
43: Kabelverschraubung
44: Gegenisolierkörper
440: Steckkontaktöffnung
441: Gegensteckbereich des Gegenisolierkörpers
442: Buchsenberührschutz
443: Verriegelungszapfen
445: Gegenkodierelement, Kodierausnehmung
446: Gegenpolarisationselement, Gegenpolarisationsabschnitt
46: Gegenisolierkörper

S: Stiftkontaktachse
R, R': gekrümmte Doppelpfeile, symbolisierend die Rotations- / Drehbewegung

Claims

Hochstromsteckverbinder (1, 1'), geeignet zur Übertragung von mehr als 25 A (Ampere) zum Ein- und/oder Anbau an eine Stromschiene einer elektrischen Vorrichtung sowie zum Stecken mit einem Gegensteckverbinder (4) und zur Übertragung elektrischer Energie an den Gegensteckverbinder (4), wobei der Hochstromsteckverbinder (1, 1') Folgendes aufweist:
einen Isolierkörper (14), der ein Polarisationselement (146) zur Festlegung der Ausrichtung des Gegensteckverbinders (4) am Isolierkörper (14) sowie ein Kodierelement (145) zur

Vermeidung von Fehlsteckungen aufweist, gekennzeichnet durch:
- einen im und/oder am Isolierkörper (14) angeordneten Steckkontakt (11), aufweisend einen Steckbereich (116) und diesem gegenüberliegend einen Anschlussbereich (117) mit einem Schraubgewinde (113),

- wobei der Steckkontakt (11) mit seinem Schraubgewinde (113) zur Befestigung und elektrischen Kontaktierung in oder an einer Stromschiene der elektrischen Vorrichtung verschraubbar ist und

- wobei der Isolierkörper (14) gleichzeitig um eine Steckachse (S) des Steckkontakts (11) drehbar am Steckkontakt (11) gehalten ist.
Hochstromsteckverbinder (1') gemäß Anspruch 1, wobei der Hochstromsteckverbinder (1') zusätzlich ein Anbaugehäuse (15) aufweist, das einen Befestigungsflansch (156) besitzt, mit dem es an der elektrischen Vorrichtung fixierbar ist, wobei der Isolierkörper (14) in und/oder an dem Anbaugehäuse (15) angeordnet und um die Steckkontaktachse (S) drehbar darin und/oder darangehalten ist.
Hochstromsteckverbinder (1, 1') nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Hochstromsteckverbinder (1, 1 ') einen Verriegelungsbügel (18) aufweist, der zur Ver- und Entriegelung des Gegensteckverbinders (4) am Isolierkörper (14) des Hochstromsteckverbinders (1, 1') um eine Drehachse (D) schwenkbar gehalten ist.
Hochstromsteckverbinder (1, 1 ') nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Hochstromsteckverbinder (1, 1') eine Kodierung besitzt, welche durch eine Relativposition des Kodierelements (145) zu dem Polarisationselement (146) gebildet ist.
Hochstromsteckverbinder (1, 1 ') nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Isolierkörper (14) einen umlaufenden Kragen (148) und einen dadurch gebildeten Hohlraum (140) aufweist, in welchen der Steckkontakt (11) mit seinem Steckbereich (116) hineinragt.
Hochstromsteckverbinder (1, 1 ') nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Steckkontakt (11) an seinem Steckbereich (116) eine umlaufende Nut besitzt, in welcher eine Kontaktfeder (118) zur elektrischen Kontaktierung eines Gegensteckkontakts (41) des Gegensteckverbinders (4) angeordnet ist.
Hochstromsteckverbinder (1,1') nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Steckkontakt (11) an einem frei stehenden Ende seines Steckbereichs (116) einen Berührschutz (12) aufweist, der aus einem elektrisch isolierenden Material besteht.
Hochstromsteckverbinder (1, 1') nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei es sich bei dem Steckkontakt um einen Stiftkontakt (11) handelt und wobei der Steckbereich des Stiftkontakts durch einen Kontaktstift (116) gebildet ist.
Hochstromsteckverbinder (1, 1') nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Hochstromsteckverbinder (1, 1') einpolig ausgeführt ist.
Hochstromsteckverbindersystem, aufweisend den Hochstromsteckverbinder (1, 1') nach einem der vorstehenden Ansprüche und einen Gegensteckverbinder (4) mit einem gewinkelten Kabelabgang (42).
Hochstromsteckverbindersystem nach Anspruch 10, wobei der Hochstromsteckverbinder (1, 1') und der Gegensteckverbinder (4) eine gemeinsame Kodierung besitzen, durch die sie als einander zugehörig und miteinander steckbar festgelegt sind.
Hochstromsteckverbindersystem nach einem der Ansprüche 10 bis 11, wobei der Gegensteckverbinder (4) einen Gegenisolierkörper (44) mit einem Gegenpolarisationselement (446) zur Ausrichtung am Isolierkörper (14) des Hochstromsteckverbinders (1) besitzt.
Hochstromsteckverbindersystem nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei im gesteckten Zustand der Gegensteckverbinder (4) mit seinem gewinkelten Kabelabgang (42) um die Steckkontaktachse (S) des Hochstromsteckverbinders (1, 1') drehbar gehalten ist.
Hochstromsteckverbindersystem nach einem der Ansprüche 12 bis 13, wobei die Kodierung hochstromsteckverbinderseitig in einer Kodieranformung (145) des umlaufenden Kragens (148) des Isolierkörpers (14) in Verbindung mit seiner Relativposition zu dem besagten Polarisationselement (146) besteht und wobei die Kodierung gegensteckverbinderseitig in einer zur besagten Kodieranformung (145) passenden Kodierausnehmung (445) eines Gegenisolierkörpers (44) des Gegensteckverbinders (4) in Verbindung mit seiner Relativposition zu einem Gegenpolarisationselement (446) des Gegensteckverbinders (4) besteht, wobei der Hochstromsteckverbinder (1, 1') und der Gegensteckverbinder (4) einander zugehörig kodiert sind, wenn diese beiden Relativpositionen übereinstimmen.
Hochstromsteckverbindersystem nach einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei der Steckkontakt als Stiftkontakt (11) und der Gegensteckkontakt als Buchsenkontakt (41) ausgeführt sind.