WO2019115026A1

WO2019115026A1 - Kontaktierungsvorrichtung und gekühlter steckbverbinder

Info

Publication number: WO2019115026A1
Application number: PCT/EP2018/073554
Authority: WO
Inventors: Johann GOTTANKA; Ulrich HASENÖHRL; Josef LIEBHART; Christian DAMMERT
Original assignee: Rosenberger Hochfrequenztechnik Gmbh & Co. Kg
Priority date: 2017-12-15
Filing date: 2018-09-03
Publication date: 2019-06-20

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kontaktierungsvorrichtung zur Kontaktierung zwischen mehreren Litzen einer Leitung in einem gekühlten Kabel, die an einer Außenmantelfläche eines Kühlrohrs des gekühlten Kabels verteilt angeordnet sind, und einem elektrischen Kontaktelement. Die Kontaktvorrichtung enthält einen hülsenförmigen Kontaktbereich, dessen Innenmantelfläche derart eingerichtet ist, dass das Kühlrohr innerhalb der Innenmantelfläche geführt ist, und dessen Außenmantelfläche derart eingerichtet ist, dass sie mit den Litzen der Leitung verbindbar ist. Der hülsenförmige Kontaktbereich weist ein erstes Ende zur Zuführung des Kühlrohres und der Litzen auf. An einem zweiten Ende des hülsenförmigen Kontaktbereiches weist der hülsenförmige Kontaktbereich zumindest innerhalb eines Winkelsegments des hülsenförmigen Kontaktbereichs eine erste axiale Verlängerung auf. Die erste axiale Verlängerung ist derart eingerichtet, dass sie mit dem elektrischen Kontaktelement verbunden ist. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner einen gekühlten Steckverbinder, der die Kontaktierungsvorrichtung enthält.

Description

Kontaktierungsvorrichtung und gekühlter Steckverbinder

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kontaktierungs vorrichtung und einen gekühlten Steckverbinder, der die Kontaktierungsvorrichtung enthält .

TECHNISCHER HINTERGRUND

In einem Elektro- oder Hybrid-Fahrzeug sind Kabel zur Über tragung von hohen elektrischen Leistungen, sogenannte Hoch voltkabel, und daran befestigte Steckverbinder, sogenannte Hochvoltsteckverbinder, im Einsatz.

Aus Fig. 1 geht ein derartiger Steckverbinder nach dem Stand der Technik hervor. Der Steckverbinder 1, der bevor zugt ein Hochvoltsteckverbinder ist, besitzt ein im Wesent lichen winkelförmiges Steckergehäuse 2, an dessen einem Ende das Kabel 3, bevorzugt ein Hochvoltkabel , und an dessen an derem Ende der als Kuppler realisierte Gegensteckverbinder zugeführt werden.

Das Steckergehäuse 2 ist an dem Ende, an dem das Kabel 3 zu geführt wird, mit einer zum Steckergehäuse gehörigen Ab schlusskappe 4 abgeschlossen. Diese Abschlusskappe 4 besitzt eine Öffnung 5, die im Folgenden als erste Öffnung 5 be zeichnet wird. Die erste Öffnung 5 dient zur Zuführung bzw. Durchführung des Kabels 3 in das Gehäuseinnere. Das Kabel 3 wird mit seiner Leitung 6 und einem die Leitung 6 umschlie ßenden und elektrisch isolierenden Kabelmantel 7 durch die erste Öffnung 5 in das Gehäuseinnere eingeführt. An die Ab schlusskappe 4 schließt sich gehäuseinnenseitig ein Dich tungsring 8 an, der eine Durchführung 9 für das Kabel 3 auf weist. Erst im Anschluss an den Dichtungsring 8 ist die Lei- tung 6 des Kabels 3 vom Kabelmantel 7 freigelegt. Um einen elektrischen Kontakt zwischen der Leitung 6 des Kabels 3 und den typischerweise elektrisch leitenden Steckergehäuse 2 zu vermeiden, ist das Steckergehäuse 2 gehäuseinnenseitig mit einem elektrisch isolierenden Innenmantel 10 eingekleidet.

An der Stecker-Schnittstelle wird bei dem Steckverbinder der Fig. 1 ein Gegensteckverbinder eingeführt. Der Gegensteck verbinder weist ein im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgeführtes elektrisches Kontaktelement 11, eine elektrisch isolierende Hülse 12 und ein weiteres Kontaktelement 13 zur Gehäusekontaktierung auf. Das elektrische Kontaktelement 11, die elektrisch isolierende Hülse 12 und das Kontaktelement 13 zur Gehäusekontaktierung sind jeweils koaxial zueinander angeordnet. Das elektrische Kontaktelement 11 des Gegen steckverbinders ist durch eine Öffnung 14 im Steckergehäuse 2 und eine Öffnung 15 im elektrisch isolierenden Innenmantel 10 in das Gehäuseinnere geführt. Die Öffnung 14 im Stecker gehäuse 2 wird im Folgenden als zweite Öffnung 14 bezeich net .

Das elektrische Kontaktelement 11 des Gegensteckverbinders ist mit einer Kontaktierungsvorrichtung 16 elektrisch und mechanisch verbunden. Die Kontaktierungsvorrichtung 16 ist wiederum mit der vom Kabelmantel 7 freigelegten Leitung 6 elektrisch und mechanisch verbunden. Als Verbindung zwischen der Kontaktierungsvorrichtung 16 und der Leitung 6 des Ka bels 3 wird nach dem Stand der Technik bevorzugt eine Löt-, Schweiß- oder Crimpverbindung benutzt.

Das Kontaktelement 13 des Gegensteckverbinder zur Außen leiterkontaktierung ist mit dem Steckergehäuse 2 elektrisch und mechanisch verbunden. Das elektrische Kontaktelement 11, die elektrisch isolierende Hülse 12 und das Kontaktelement 13 zur Gehäusekontaktierung sind bevorzugt passgenau zuei- nander dimensioniert. In Kombination mit einem weiteren Dichtungsring 17, der zwischen einer ringförmigen Erweite rung des Steckergehäuses 2 und einer dazu parallel verlau fenden und ebenfalls ringförmig ausgeformten axialen Erwei terung des Kontaktelements 13 des Gegensteckverbinders zur Gehäusekontaktierung angeordnet ist, ist das Gehäuseinnere des Steckverbinders 1 im Bereich der Stecker-Schnittstelle ausreichend abgedichtet.

Aufgrund der hohen Ströme in derartigen Kabeln ist zur Ab führung der dadurch entstehenden Erwärmung eine Kühlung er forderlich. Die Kühlung erfolgt hierbei bevorzugt durch ein zentral angeordnetes Kühlrohr. Die einzelnen Litzen der Lei tung sind an der Außenmantelfläche des Kühlrohrs verteilt geführt. Ab einer bestimmten Stromstärke setzt sich die Lei tung aus einzelnen Litzenpaketen zusammen, die jeweils meh rere verseilt geführte Litzen enthalten.

Ein zugehöriger gekühlter Hochvoltsteckverbinder für ein ge kühltes Hochvoltkabel mit einem in der Achse des Hochvoltka bels geführten Kühlrohr ist beispielsweise in der DE 36 42 307 Al offenbart. Die Kontaktierung der einzelnen Leiter drähte erfolgt über einen elektrisch leitenden Kabelschuh, und eine daran befestigte Anschlussfahne, die an weitere stromführende Aggregate anschließbar ist. Der Kabelschuh um klammert hierbei die einzelnen Leiterdrähte und wird äquiva lent zu einer Crimphülse mit den einzelnen Leiterdrähten im Hinblick auf eine stabile elektrische und mechanische Ver bindung mit den einzelnen Leiterdrähten zusammengepresst.

Im Hinblick auf einen kraftminimierten Pressvorgang ist die Stärke des Kabelschuhs vergleichsweise gering auszulegen. Diese Tatsache bedingt aber, dass der Leitungsquerschnitt des Kabelschuhs insbesondere für die Übertragung von hohen Strömen zu gering ausgelegt ist und nachteilig zu einer zu- sätzlichen Erwärmung des Kabelschuhs führt. Des Weiteren weist der geringe Querschnitt des Kabelschuhs auch mecha nisch im Hinblick auf eine stabile Befestigung bzw. Führung des Kühlrohrs einen Nachteil auf.

Dies ist ein Zustand, den es zu verbessern gilt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Kontaktierungsvorrichtung für einen gekühlten Steckverbinder anzugeben, der hinsichtlich seiner elektrischen und mechanischen Eigenschaften optimiert ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Kontaktie rungsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 ge löst.

Demgemäß ist vorgesehen:

Eine Kontaktierungsvorrichtung zur Kontaktierung zwischen mehreren Litzen einer Leitung in einem gekühlten Kabel, die an einer Außenmantelfläche eines Kühlrohrs des gekühlten Ka bels verteilt angeordnet sind, und einem elektrischen Kon taktelement mit

- einem hülsenförmigen Kontaktbereich,

- dessen Innenmantelfläche derart eingerichtet ist, dass das Kühlrohr innerhalb der Innenmantelfläche geführt ist, und

- dessen Außenmantelfläche derart eingerichtet ist, dass sie mit den Litzen der Leitung verbindbar ist,

- wobei der hülsenförmige Kontaktbereich ein erstes Ende zur Zuführung des Kühlrohres und der Litzen aufweist,

- wobei an einem zweiten Ende des hülsenförmigen Kontakt bereiches der hülsenförmige Kontaktbereich zumindest innerhalb eines Winkelsegments des hülsenförmigen Kon taktbereichs eine erste axiale Verlängerung aufweist,

- wobei die erste axiale Verlängerung derart eingerichtet ist, dass sie mit dem elektrischen Kontaktelement ver bunden ist.

Unter einem Kontaktbereich ist hierbei und im Folgenden ein Bereich der Kontaktierungsvorrichtung zu verstehen, über den ein elektrischer Kontakt zwischen den einzelnen Litzen der im gekühlten Kabel geführten Leitung und einem zugehörigen elektrischen Kontaktelement realisiert ist. Der hülsenförmi ge Kontaktbereich weist bevorzugt ein rundes Quer- schnittsprofil zur Führung des Kühlrohres, das bevorzugt ebenfalls ein rundes Querschnittsprofil aufweist. Daneben kann der hülsenförmige Kontaktbereich auch ein anderes Quer- schnittsprofil , beispielsweise ein quadratisches oder poly gonales Querschnittsprofil, zur Führung eines Kühlrohres mit einem entsprechenden Querschnittsprofil aufweisen.

Unter einer Litze einer Leitung wird hierbei und im Folgen den eine Einzellitze, d.h. ein Einzeldraht mit einem be stimmten Durchmesser, einer Leitung oder ein aus mehreren Einzellitzen zusammengesetztes Litzenpaket verstanden. Die Einzellitzen des Litzenpaketes sind bevorzugt verseilt in nerhalb des Litzenpaketes angeordnet. Während bis zu einer bestimmten Stromstärke die Leitung aus Einzellitzen zusam mengesetzt ist, muss die Leitung ab einer bestimmten Strom stärke einzelne Litzenpakete enthalten.

Das elektrische Kontaktelement kann hierbei in einer Varian te in der erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung ent halten sein. In einer weiteren Variante kann das elektrische Kontaktelement im erfindungsgemäßen gekühlten Steckverbinder enthalten sein und mit der erfindungsgemäßen Kontaktierungs vorrichtung verbindbar sein. In einer dritten Variante kann das elektrische Kontaktelement zu einem Gegensteckverbinder des erfindungsgemäßen gekühlten Steckverbinders gehören und ebenfalls mit der erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrich tung verbindbar sein.

Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Erkennt nis/Idee besteht darin, eine Kontaktierungsvorrichtung zu schaffen, in der die Kontaktierung der einzelnen Litzen der im gekühlten Kabel geführten Leitung über einen hülsenförmi gen Kontaktbereich erfolgt, der zwischen dem Kühlrohr des gekühlten Kabels und den einzelnen Litzen der im gekühlten Kabel geführten Leitung angeordnet ist. Gegenüber einer Kon taktierung der einzelnen Litzen mithilfe einer Crimphülse, die die einzelnen Litzen umfasst, kann die Wandstärke des hülsenförmigen Kontaktbereiches der erfindungsgemäßen Kon taktierungsvorrichtung größer ausgelegt werden. Diese größe re Wandstärke des Kontaktbereiches minimiert den elektri schen Widerstand im Kontaktbereich und reduziert somit vor teilhaft eine durch die hohen Ströme zusätzlich verursachte Erwärmung der Kontaktierungsvorrichtung. Neben diesem elektrischen Vorteil ermöglicht die massivere Auslegung des hülsenförmigen Kontaktbereiches auch eine stabilere Führung bzw. Befestigung des durch die Kontaktierungsvorrichtung hindurchgeführten Kühlrohrs.

Die erste axiale Verlängerung des hülsenförmigen Kontaktbe reichs, die innerhalb eines Winkelsegments des hülsenförmi gen Kontaktbereichs ausgebildet ist, kann alternativ oder in Ergänzung dazu auch innerhalb eines Hülsensegments des hül senförmigen Kontaktbereichs ausgebildet sein. Die vorteil haften Weiterbildungen, die für eine erste axiale Verlänge rung innerhalb eines Winkelsegments des hülsenförmigen Kon taktbereichs benannt werden, gelten analog auch für eine erste axiale Verlängerung innerhalb eines Hülsensegments des hülsenförmigen Kontaktbereichs. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen sowie aus der Be schreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung.

Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

In einer bevorzugten Erweiterung der Erfindung weist die Kontaktierungsvorrichtung zusätzlich einen Befestigungsbe reich auf. Dieser Befestigungsbereich ist derart eingerich tet, dass zwischen dem hülsenförmigen Kontaktbereich und dem Befestigungsbereich die an einem Ende des gekühlten Kabels freigelegten Litzen einfügbar und mittels einer Pressverbin dung in die erfindungsgemäße Kontaktierungsvorrichtung ein- klemmbar sind.

Unter einem Befestigungsbereich ist hierbei und im Folgenden ein Bereich der Kontaktierungsvorrichtung zu verstehen, mit dem die einzelnen Litzen der im gekühlten Kabel geführten Leitung an die Kontaktierungsvorrichtung befestigt sind. Bei der Befestigung handelt es sich bevorzugt um eine Crimp- o- der Pressverbindung, in der mithilfe des Befestigungsberei ches die einzelnen Litzen gegen den Kontaktbereich gepresst sind und damit an die Kontaktierungsvorrichtung befestigt sind .

In einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kon taktierungsvorrichtung ist der Befestigungsbereich eine se parate Crimphülse. Die erste Ausführungsform stellt somit eine mehrteilige Lösung der erfindungsgemäßen Kontaktie rungsvorrichtung dar. Der Innendurchmesser der Crimphülse und der Außendurchmesser des hülsenförmigen Kontaktbereichs sind ebenfalls derart ausgelegt, dass die einzelnen Litzen zwischen der Crimphülse und dem hülsenförmigen Kontaktbereich einfügbar sind und an schließend eine sichere Pressverbindung zwischen der Crimp hülse, dem Kontaktbereich und den einzelnen vom gekühlten Kabel freigelegten Litzen herstellbar ist.

Die hülsenförmige Crimphülse weist bevorzugt ein rundes Querschnittsprofil auf. Daneben ist auch ein anderes Quer- schnittsprofil , beispielsweise ein polygonales Quer- schnittsprofil , mit abgedeckt.

In einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kon taktierungsvorrichtung ist der Befestigungsbereich hülsen förmig ausgeformt und koaxial zum hülsenförmigen Kontaktbe reich angeordnet. Der hülsenförmige Kontaktbereich und der hülsenförmige Befestigungsbereich sind jeweils an einem zweiten Ende des hülsenförmigen Kontaktbereichs über einen zur erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung gehörigen Verbindungsbereich miteinander verbunden. Der hülsenförmige Kontaktbereich, der hülsenförmige Befestigungsbereich und der Verbindungsbereich der zweiten Ausführungsform bilden somit eine einteilige technische Lösung der erfindungsgemä ßen Kontaktierungsvorrichtung.

Der Innendurchmesser des hülsenförmigen Befestigungsberei ches und der Außendurchmesser des hülsenförmigen Kontaktbe reiches sind derart ausgelegt, dass die einzelnen Litzen zwischen dem Befestigungs- und dem Kontaktbereich einfügbar sind und anschließend eine sichere Pressverbindung zwischen dem Befestigungsbereich, dem Kontaktbereich und den einzel nen vom gekühlten Kabel freigelegten Litzen herstellbar ist. Der hülsenförmige Befestigungsbereich weist ebenfalls bevor zugt ein rundes Querschnittsprofil auf. Daneben ist auch ein anderes Querschnittsprofil, beispielsweise ein polygonales Querschnittsprofil, mit abgedeckt.

In einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kon taktierungsvorrichtung ist der Befestigungsbereich durch mehrere mit dem hülsenförmigen Kontaktbereich verbundene und vom hülsenförmigen Kontaktbereich radial nach außen verlau fende Stege realisiert. Zwischen jeweils zwei benachbarten Stegen ist hierbei mindestens eine Litze einfügbar. Die ra diale Erstreckung jedes Steges ist hierbei derart eingerich tet, dass zwischen dem hülsenförmigen Kontaktbereich und dem jeweiligen durch einen Umformprozess gebogenen Steg jeweils die in einem Bereich zum jeweils benachbarten Steg jeweils befindliche mindestens eine Litze einklemmbar ist.

Im Fall der ersten und zweiten Ausführungsform der erfin dungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung sind in einer bevor zugten erfindungsgemäßen Erweiterung an der Außenmantelflä che des hülsenförmigen Kontaktbereichs mehrere in axialer Richtung verlaufende Vertiefungen vorgesehen.

Auf diese Weise lassen sich die vom gekühlten Kabel freige legten einzelnen Litzen bei der Montage des gekühlten Steck verbinders vergleichsweise einfach über die Außenmantelflä che des hülsenförmigen Kontaktbereiches verteilen. Eine gleichmäßige Verteilung der einzelnen Litzen über den hül senförmigen Kontaktbereich ermöglicht vorteilhaft eine gleichmäßige Verteilung des Stromflusses im Kontaktbereich. Im Fall der dritten Ausführungsform ist die gleichmäßige Verteilung der einzelnen Litzen auf den hülsenförmigen Kon taktbereich bereits durch eine gleichmäßige Verteilung der einzelnen radialen Stege realisiert. In einer bevorzugten Erweiterung der erfindungsgemäßen Kon taktierungsvorrichtung für die erste und dritte Ausführungs form der Erfindung ist am zweiten Ende des hülsenförmigen Kontaktbereichs ein radial nach außen gerichteter Steg vor gesehen, der als ein stirnseitiger Anschlag für die einzel nen freigelegten Litzen einer Leitung des gekühlten Kabels dient. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass die einzelnen freigelegten Litzen einer Leitung sich über die gesamte Längserstreckung des Befestigungsbereiches und des gegen überliegenden hülsenförmigen Kontaktbereiches erstrecken.

Auf diese Weise erstreckt sich die Kontaktierung zwischen den einzelnen Litzen der Leitung und dem hülsenförmigen Kon taktbereich über eine maximal mögliche Kontaktfläche .

Gleichzeitig erstreckt sich die Befestigung zwischen dem Be festigungsbereich, den einzelnen Litzen der Leitung und dem benachbarten hülsenförmigen Kontaktbereich über eine maxima le mögliche Befestigungsfläche. Somit ist die erfindungsge mäße Kontaktierungsvorrichtung zusätzlich hinsichtlich ihrer elektrischen und mechanischen Eigenschaften optimiert.

Im Hinblick auf eine elektrische und mechanische Verbindung des hülsenförmigen Kontaktbereiches mit einem elektrischen Kontaktelement weist der hülsenförmige Kontaktbereich erfin dungsgemäß an seinem zweiten Ende eine axiale Verlängerung auf, die mit dem elektrischen Kontaktelement verbunden ist. Diese axiale Verlängerung des hülsenförmigen Kontaktbereichs wird im Folgenden als erste axiale Verlängerung des hülsen förmigen Kontaktbereichs bezeichnet. Die erste axiale Ver längerung des hülsenförmigen Kontaktbereiches ist zumindest innerhalb eines Winkelsegments des hülsenförmigen Kontaktbe reichs ausgeführt. Eine nur in einem Winkelsegment des hül senförmigen Kontaktbereiches ausgeführte erste axiale Ver längerung ist im Allgemeinen für eine Befestigung eines elektrischen Kontaktelements bzw. für eine Verbindung zu ei- nem elektrischen Kontaktelement aufgrund der begrenzten Aus dehnung des elektrischen Kontaktelements ausreichend.

In einer Erweiterung des Erfindungsgedankens ist die erste axiale Verlängerung des hülsenförmigen Kontaktbereichs be vorzugt hülsenförmig ausgeführt. Auf diese Weise werden nicht nur der ursprüngliche hülsenförmige Kontaktbereich, sondern auch die axiale Verlängerung des hülsenförmigen Kon taktbereichs und damit das mit der axialen Verlängerung in Verbindung stehende elektrische Kontaktelement bestmöglich gekühlt. Außerdem ist der Leitungsquerschnitt über die ge samte Längserstreckung des hülsenförmigen Kontaktbereichs von den einzelnen Litzen der Leitung bis zum elektrischen Kontaktelement optimiert. Der elektrische Widerstand ist in diesem Bereich bestmöglich minimiert und bedingt eine mini mierte Abwärme.

An einem ersten Ende des hülsenförmigen Kontaktbereichs ist ebenfalls eine axiale Verlängerung des hülsenförmigen Kon taktbereichs vorgesehen, die konisch ausgeformt ist. Diese axiale Verlängerung wird hierbei und im Folgenden als zweite axiale Verlängerung des hülsenförmigen Kontaktbereichs be zeichnet .

Die Litzen, die innerhalb des gekühlten Kabels an der Außen mantelfläche des Kühlrohrs und innerhalb der erfindungsgemä ßen Kontaktierungsrichtung an der hierzu radial versetzten Außenmantelfläche des hülsenförmigen Kontaktierungsbereiches verteilt verlaufen, lassen sich bei der Montage des gekühl ten Steckverbinders durch die konisch ausgeformte zweite axiale Verlängerung einfacher führen.

Außerdem verbessert sich in diesem Übergangsbereich, in dem sich die radiale Lage der einzelnen Litzen verändert, die Kühlung der Litzen durch das Kühlrohr, da die zweite axiale Verlängerung des hülsenförmigen Kontaktbereichs eine bessere thermische Leitfähigkeit als Luft aufweist.

In einer ersten Untervariante der erfindungsgemäßen Kontak tierungsvorrichtung ist das elektrische Kontaktelement in der ersten axialen Verlängerung des hülsenförmigen Kontakt bereiches integriert.

Das elektrische Kontaktelement ist hierbei in einer ersten Ausprägung der ersten Untervariante der erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung als Kontaktstift realisiert. In einer zweiten Ausprägung der ersten Untervariante der erfin dungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung ist das elektrische Kontaktelement als Kontaktbuchse verwirklicht.

In einer zweiten Untervariante der erfindungsgemäßen Kon taktvorrichtung ist die erste axiale Verlängerung des hül senförmigen Kontaktbereichs derart eingerichtet, dass sie mit einem elektrischen Kontaktelement, d.h. mit einem Kon taktstift oder mit einer Kontaktbuchse, verbindbar ist. Das elektrische Kontaktelement kann hierbei entweder Bestandteil des erfindungsgemäßen gekühlten Steckverbinders oder Be standteil des zum erfindungsgemäßen gekühlten Steckverbin ders gehörigen Gegensteckverbinders sein.

In einer ersten Ausprägung der zweiten Untervariante der er findungsgemäßen Kontaktvorrichtung ist die erste axiale Ver längerung derart eingerichtet, dass ein elektrischer Kontakt zwischen dem elektrischen Kontaktelement und der ersten axi alen Verlängerung in einer Längsachsrichtung des elektri schen Kontaktelements erfolgt.

In einer zweiten Ausprägung der zweiten Untervariante der erfindungsgemäßen Kontaktvorrichtung ist die erste axiale Verlängerung derart eingerichtet, dass ein elektrischer Kon- takt zwischen dem elektrischen Kontaktelement und der ersten axialen Verlängerung in einer radialen Richtung des elektri schen Kontaktelements erfolgt.

Die axiale Längserstreckung des elektrischen Kontaktelements kann eine unterschiedliche Orientierung zur axialen Längser streckung des hülsenförmigen Kontaktbereichs aufweisen. Be vorzugt ist hierbei das elektrische Kontaktelement als Win kelkontakt orthogonal zum hülsenförmigen Kontaktbereich aus gerichtet .

Die erfindungsgemäße Kontaktierungsvorrichtung sowie ihre einzelnen Bereiche bzw. Elemente, d.h. Kontaktierungsbe reich, Befestigungsbereich, Verbindungsbereich und axiale Verlängerung des Kontaktierungsbereichs, sind aus einem elektrisch leitenden Material hergestellt.

Von der Erfindung ist neben einer erfindungsgemäßen Kontak tierungsvorrichtung auch ein erfindungsgemäßer gekühlter Steckverbinder für ein gekühltes Kabel, der die erfindungs gemäße Kontaktierungsvorrichtung enthält, mit abgedeckt.

Das gekühlte Kabel weist hierbei mindestens eine Leitung mit jeweils mehreren Litzen auf, die jeweils an einer Außenman telfläche eines zugehörigen Kühlrohrs angeordnet sind.

Der erfindungsgemäße gekühlte Steckverbinder weist in seinem Steckergehäuse eine erste Öffnung zur Durchführung des ge kühlten Kabels, mindestens eine zweite Öffnung zur Durchfüh rung von jeweils mindestens einem zu jeweils einer Leitung gehörigen Kühlrohr und mindestens eine dritte Öffnung zur Durchführung von mindestens einem zu jeweils einer Leitung gehörigen elektrischen Kontaktelement. Jedes Kühlrohr wird hierzu innerhalb des erfindungsgemäßen gekühlten Steckver binders vom gekühlten Kabel freigelegt. Außerdem weist der erfindungsgemäße gekühlte Steckverbinder für jede Leitung des gekühlten Kabels jeweils eine erfindungsgemäße Kontak tierungsvorrichtung auf, die mit den einzelnen Litzen der zugehörigen Leitung verbunden ist bzw. in die die einzelnen Litzen der zugehörigen Leitung eingeklemmt sind.

Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementie rungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Aus führungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung. Ins besondere wird dabei der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der vorliegenden Erfindung hinzufügen.

INHALTSANGABE DER ZEICHNUNG

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungs beispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:

Fig. 1 eine Querschnittsdarstellung eines Steckverbinders nach dem Stand der Technik,

Fig . 2 eine Querschnittsdarstellung eines erfindungsgemä ßen gekühlten Steckverbinders,

Fig. 3A eine Querschnittsdarstellung einer ersten Ausfüh rungsform einer erfindungsgemäßen Kontaktierungs vorrichtung,

Fig. 3B eine Querschnittsdarstellung einer zweiten Ausfüh rungsform einer erfindungsgemäßen Kontaktierungs vorrichtung, Fig. 3C eine Querschnittsdarstellung einer ersten Erweite rung einer erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrich tung,

Fig. 3D eine Querschnittsdarstellung einer zweiten Erweite rung einer erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrich tung,

Fig. 3E eine weitere Querschnittsdarstellung der zweiten

Erweiterung einer erfindungsgemäßen Kontaktierungs vorrichtung,

Fig. 3F eine Querschnittsdarstellung einer dritten Ausfüh rungsform einer erfindungsgemäßen Kontaktierungs vorrichtung,

Fig. 3G, eine weitere Querschnittsdarstellung der dritten

Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kontaktie rungsvorrichtung in einem Zwischenfertigungs schritt,

Fig. 3H, eine weitere Querschnittsdarstellung der dritten

Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kontaktie rungsvorrichtung am Fertigungsende,

Fig. 4A eine Querschnittsdarstellung einer ersten Ausprä gung einer ersten Untervariante der erfindungsgemä ßen Kontaktierungsvorrichtung,

Fig. 4B eine Querschnittsdarstellung einer zweiten Ausprä gung einer ersten Untervariante der erfindungsgemä ßen Kontaktierungsvorrichtung, Fig. 4C eine Querschnittsdarstellung einer ersten Ausprä gung einer zweiten Untervariante der erfindungsge mäßen Kontaktierungsvorrichtung,

Fig. 4D eine Querschnittsdarstellung einer zweiten Ausprä gung einer zweiten Untervariante der erfindungsge mäßen Kontaktierungsvorrichtung,

Fig . 5 eine Querschnittsdarstellung mit einer dritten Er weiterung der ersten, zweiten und dritten Ausfüh rungsform einer erfindungsgemäßen Kontaktierungs vorrichtung und

Fig. 6 eine dreidimensionale Darstellung einer erfindungs gemäßen Kontaktierungs_Vorrichtung .

Die beiliegenden Figuren der Zeichnung sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusam menhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung. Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.

In den Figuren der Zeichnung sind gleiche, funktionsgleiche und gleich wirkende Elemente, Merkmale und Komponenten - so fern nichts anderes ausgeführt ist - jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.

Im Folgenden werden die Figuren zusammenhängend und über greifend beschrieben.

BESCHREIBUNG VON AUSFUHRUNGSBEISPIELEN Bevor die einzelnen Ausführungsformen und Untervarianten der erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung anhand der Figu ren 3A bis 3H, 4A bis 4D, 5 und 6 im Detail erläutert wer den, wird im Folgenden der erfindungsgemäße gekühlte Steck verbinder anhand von Fig. 2 vorgestellt:

Das Kabel 3, das beim erfindungsgemäßen Steckverbinder 1 ge mäß Fig. 2 als gekühltes Kabel ausgeführt ist, weist ein Kühlrohr 18 auf, in dem sich ein Kühlmittel befindet. Das Kühlmittel wird über einen in Fig. 2 nicht dargestellten Pumpenmechanismus im Kühlrohr 18 gefördert, um kontinuier lich frisches Kühlmittel dem Kabel 3 und dem erfindungsgemä ßen Steckverbinder 1 zuzuführen und erwärmtes Kühlmittel aus dem Kabel 3 und aus dem erfindungsgemäßen Steckverbinder 1 abzuführen. Als Kühlmittel wird bevorzugt ein flüssiges Kühlmittel, insbesondere bevorzugt eine Mischung aus Wasser und einem Frostschutzmittel, beispielsweise Glykol, verwen det. Der Vorteil der Verwendung einer Mischung aus Wasser und Glykol als Kühlmittel liegt darin, dass dieses Kühlmit tel bereits in den Kühlkreisläufen des Automobils verwendet wird und somit für die Kühlung des Kabels 3 und des erfin dungsgemäßen Steckverbinders 1 mitbenutzt werden kann.

Das Kühlrohr 18 weist bevorzugt ein hohlzylindrisches Quer- schnittsprofil auf. Im Hinblick auf eine ausreichende mecha nische Stabilität und gleichzeitig einen optimierten Wärme fluss zwischen dem Kühlmittel und dem Kabel 3 bzw. dem er findungsgemäßen Steckverbinder 1 ist das Kühlrohr 18 aus ei nem thermoplastischen Material mit entsprechend guten ther mischen und mechanischen Eigenschaften, beispielsweise Poly amid, hergestellt. Zusätzlich weist das Kühlrohr 18 eine entsprechend optimierte Wandstärke auf. Das Kühlrohr 18 ist zentral und in Längsachs-Richtung des Kabels 3 geführt. Die Leitung 6 im Kabel 3 ist aus einzelnen Litzen zusammengesetzt. Ab einer bestimmten Stromstärke wer den anstelle von einzelnen Litzen einzelne Litzenpakete aus mehreren bevorzugt geseilt geführten Litzen verwendet. Die Litzen bzw. Litzen-Pakete sind gleichmäßig über die gesamte Außenmantelfläche des Kühlrohrs 18 verteilt. Auf diese Weise ist ein optimierter Wärmetransfer zwischen der Leitung 6 des Kabels 3 und dem in Kühlrohr 18 befindlichen Kühlmittel rea lisiert .

Das im Kabel 3 geführte Kühlrohr 18 gelangt über die erste Öffnung 5 der zum Steckergehäuse 2 gehörigen Abschlusskappe 4 in das Innere des Steckergehäuses 2. Sobald das Kabel 3 durch eine Durchführung 9 eines sich an die Abschlusskappe 4 anschließenden Dichtungsringes 8 geführt ist und von seinem Kabelmantel 7 freigelegt ist, ist auch die Außenmantelfläche des Kühlrohrs 18 von der Leitung 6 mit seinen einzelnen Lit zen bzw. Litzen-Paketen freigelegt. Das vom Kabel 3 und sei ner Leitung 6 freigelegte Kühlrohr 18 erstreckt sich in der ursprünglichen Längsachsrichtung des Kabels 3 innerhalb des Steckergehäuses 2, bis es durch eine Öffnung 19 im Innenman tel 9 und eine sich an die Öffnung 19 fluchtend anschließen de Öffnung 20 im Steckergehäuse 2 aus dem Steckergehäuse 2 herausgeführt ist. Diese Öffnung 20 im Steckergehäuse 2 wird im Folgenden als dritte Öffnung 20 bezeichnet.

In der dritten Öffnung 20 des Steckergehäuses 2 ist ein Kopplungselement 21 eingeführt. Das Kopplungselement 21 kop pelt das Kühlrohr 18 mit einem außerhalb des Steckergehäuses 2 befindlichen und in Fig. 2 nicht dargestellten Kühl schlauch, um einen Kühlkreislauf des Kühlmittels zu verwirk lichen . Das Kopplungselement 21 weist eine flanschförmige Erweite rung 22 auf, die mit einer zum Steckergehäuse 2 gerichteten Stirnfläche am Steckergehäuse 2 anliegt. Außerdem ist der Außendurchmesser des Kopplungselementes 21 an den Innen durchmesser der Öffnung 20 des Steckergehäuses 2 angepasst. Mit beiden technischen Maßnahmen ist eine ausreichende Ab dichtung des Gehäuseinneren im Bereich der dritten Öffnung 20 gesichert.

Das Kühlrohr 18 ist im Bereich der dritten Öffnung 20 des Steckergehäuses 2 in das Kupplungselement 21 eingefügt. Der Außendurchmesser des Kühlrohrs 18 ist an den Innendurchmes ser des Kopplungselements 21 angepasst. Zusätzlich ist zur Verbesserung der Abdichtung im Übergangsbereich zwischen dem Kühlrohr 18 und den Kopplungselementen 21 ein Dichtungsring 23 in einer Nut an der Innenmantelfläche des Kopplungsele ments 21 vorgesehen.

Zur Kontaktierung zwischen der Leitung 6 des Kabels 3 und dem elektrischen Kontaktelement 11 des Gegensteckverbinder ist eine erfindungsgemäße Kontaktierungsvorrichtung 16 vor gesehen .

Die erfindungsgemäße Kontaktierungsvorrichtung 16 weist ei nen hülsenförmigen Kontaktbereich 24 auf. An einem ersten Ende 25 des hülsenförmigen Kontaktbereichs 24 wird einer seits das Kühlrohr 18 und andererseits die einzelnen Litzen der Leitung 6 der erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrich tung zugeführt.

Das Kühlrohr 18 wird durch eine Durchführung 26 des hülsen förmigen Kontaktbereiches 24 hindurchgeführt. Da die Kontak tierungsvorrichtung 16 direkt oder indirekt mit dem Stecker gehäuse 2 verbunden ist, kann die erfindungsgemäße Kontak- tierungsvorrichtung 16 das Kühlrohr 18 vorteilhaft führen und tragen.

Die einzelnen Litzen der Leitung 6 sind innerhalb des Ste ckergehäuses 2 vom Kühlrohr 18 weggeführt und werden am ers ten Ende 25 des hülsenförmigen Kontaktbereiches 24 an die Außenmantelfläche des hülsenförmigen Kontaktbereichs 24 ge führt. Die Außenmantelfläche des hülsenförmigen Kontaktbe reichs 24 ist so eingerichtet, dass die einzelnen Litzen der Leitung 6 mit dem hülsenförmigen Kontaktbereich 24

elektrisch und mechanisch verbunden werden können. Hierzu sind die einzelnen Litzen der Leitung 6 weitest möglich gleichmäßig über den Umfang der Außenmantelfläche des hül senförmigen Kontaktbereichs 25 verteilt.

Außerdem erstrecken sich die einzelnen Litzen der Leitung 6 über einen bestimmten Längsabschnitt des hülsenförmigen Kon taktbereichs 24 im direkten Kontakt mit der Außenmantelflä che des hülsenförmigen Kontaktbereichs 24.

Die Befestigung der einzelnen Litzen der Leitung 6 an die erfindungsgemäße Kontaktierungsvorrichtung 16, insbesondere an den hülsenförmigen Kontaktierungsbereich 24 der erfin dungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung 16, erfolgt über ei nen zur erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung 16 gehö rigen Befestigungsbereich 29. Dieser Befestigungsbereich 29 ist in der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform einer er findungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung 16 als Crimphülse realisiert. Diese Crimphülse ist innerhalb der erfindungsge mäßen Kontaktierungsvorrichtung 16 koaxial zum hülsenförmi gen Kontaktierungsbereich 24 angeordnet. Die einzelnen Lit zen der Leitung 6 sind innerhalb der Durchführung 30 der Crimphülse geführt. Nach Anwendung eines nach dem Stand der Technik bekannten Crimpverfahrens sind die einzelnen Litzen der Leitung 6 zwischen der Crimphülse und dem hülsenförmigen Kontaktbereich 24 eingeklemmt. Auf diese Weise ist eine si chere elektrische und mechanische Verbindung zwischen den einzelnen Litzen der Leitung 6 und dem hülsenförmigen Kon taktbereich 24 der erfindungsgemäßen Kontaktvorrichtung 16 verwirklicht .

An einem zweiten Ende 27 des hülsenförmigen Kontaktbereichs 24 weist der hülsenförmige Kontaktbereich 24 der erfindungs gemäßen Kontaktierungsvorrichtung 16 eine erste axiale Ver längerung 28 auf. Diese erste axiale Verlängerung 28 ist be vorzugt nur innerhalb eines Winkelsegments des hülsenförmi gen Kontaktbereichs 24 ausgeführt. Die Größe des Winkelseg ments liegt in einem Bereich zwischen 90° und 270° und ist bevorzugt 180°.

Die erste axiale Verlängerung 28 des hülsenförmigen Kontakt bereichs 24 ist so ausgeführt, dass sie mit dem elektrischen Kontaktelement 11 des Gegensteckverbinders verbindbar ist. Die Anordnung der ersten axialen Verlängerung 28 des hülsen förmigen Kontaktbereichs 24 ist somit in einen Winkelsegment des hülsenförmigen Kontaktbereichs 24 angeordnet, die in Richtung des elektrischen Kontaktelements 11 des Gegensteck verbinders weist. Die einzelnen technischen Realisierungs möglichkeiten für eine Verbindung zwischen der ersten axia len Verlängerung 28 des hülsenförmigen Kontaktbereichs 24 mit dem Kontaktelement 11 des Gegensteckverbinders wird noch später im Detail erläutert.

An dieser Stelle sei erwähnt, dass das Kabel 3, das bevor zugt ein Hochvoltkabel ist, nicht nur eine einzige Leitung 9, sondern auch mehrere Leitungen enthalten kann. Für jede Leitung 9 enthält das Kabel 3 ein zugehöriges Kühlrohr 18, dessen Außenmantelfläche von den einzelnen Litzen der jewei ligen Leitung 9 umgeben ist. Das Kabel 3 enthält in diesem Fall zusätzlich ein geeignetes Isolationsmaterial zur elektrischen Isolation der einzelnen Leitungen voneinander. Der erfindungsgemäße Steckverbinder 1 enthält für jede Lei tung 9 jeweils eine zugehörige erfindungsgemäße Kontaktie rungsvorrichtung 16. Jedes Kühlrohr 16 kann durch jeweils eine zugehörige dritte Öffnung 20 im Steckergehäuse 2 oder durch eine gemeinsame dritte Öffnung 20 aus dem erfindungs gemäßen Steckverbinder 1 herausgeführt werden. Die zu jeder Leitung 9 gehörige erfindungsgemäße Kontaktierungsvorrich tung 16 ist mit einem zugehörigen elektrischen Kontaktele ment 11 des Gegensteckverbinders kontaktierbar. Jedes elekt rische Kontaktelement 11 kann durch jeweils eine zugehörige zweite Öffnung 14 im Steckergehäuse 2 oder durch eine ge meinsame zweite Öffnung 14 in den erfindungsgemäßen Steck verbinder 1 eingeführt werden.

Die erfindungsgemäße Kontaktierungsvorrichtung 16 kann auch mit einem zum erfindungsgemäßen gekühlten Steckverbinder 1 gehörigen elektrischen Kontaktelement 11 verbindbar sein o- der das elektrische Kontaktelement 11 selbst enthalten, wie weiter oben bereits erwähnt wurde. Diese einzelnen techni schen Realisierungsformen für ein elektrisches Kontaktele ment 11 werden weiter unten noch im Detail erläutert.

Im Folgenden werden die einzelnen Ausführungsformen und Un tervarianten der erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung 16 anhand der Figuren 3A bis 3H, 4A bis 4D und 5 im Detail erläutert :

In Fig. 3A ist die erste Ausführungsform einer erfindungsge mäßen Kontaktierungsvorrichtung 16 dargestellt, in der der Befestigungsbereich 29 als separates Element, nämlich als Crimphülse, realisiert ist. Diese erste Ausführungsform ei ner erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung 16 ist be reits in Fig. 2 dargestellt und hierzu obig im Detail erläu tert worden. Auf eine wiederholte Beschreibung der ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kontaktierungsvor richtung 16 wird deshalb an dieser Stelle verzichtet.

Aus Fig. 3B geht eine zweite Ausführungsform einer erfin dungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung 16 hervor. Hierbei ist der Befestigungsbereich 29" der erfindungsgemäßen Kon taktierungsvorrichtung 16 ebenfalls hülsenförmig ausgeformt und koaxial zum hülsenförmigen Kontaktbereich 24 angeordnet. Der hülsenförmigen Befestigungsbereich 29" und der hülsen förmigen Kontaktbereichs 24 sind in der zweiten Ausführungs form der erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung 16 über einen am zweiten Ende 27 des hülsenförmigen Kontaktbereichs 24 ausgeformten Verbindungsbereich 31 miteinander verbunden. Während die erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kon taktierungsvorrichtung 16 zweiteilig ausgeführt ist, reali siert die zweite Ausführungsform somit eine einteilige Lö sung. Der hülsenförmige Befestigungsbereich 29" erstreckt sich bevorzugt über die gleiche Längserstreckung wie der hülsenförmige Kontaktbereichs 24. Der Abstand zwischen dem hülsenförmigen Befestigungsbereich 29" und dem hülsenförmi gen Kontaktbereichs 24 ist so gewählt, dass die einzelnen Litzen der Leitung 6 in einer manuellen oder automatisierten Fertigung problemlos und mit geringem technischen Aufwand in den Zwischenraum zwischen dem hülsenförmigen Befestigungsbe reich 29" und dem hülsenförmigen Kontaktbereich 24 einfügbar sind .

In Fig. 3C ist eine erste Erweiterung für alle Ausführungs formen der erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung dar gestellt:

Hierbei ist der hülsenförmige Kontaktbereichs 24 an seinem ersten Ende 25 um eine zweite axiale Verlängerung 32 verlän gert, die konisch ausgeformt ist. Auf diese Weise lassen sich insbesondere bei einer automati sierten Fertigung die einzelnen Litzen der Leitung 6 ver gleichsweise einfach und fehlerfrei von ihrer ursprünglichen Lage an der Außenmantelfläche des Kühlrohrs 18 an die Außen mantelfläche des hülsenförmigen Kontaktbereichs 24 führen.

Ist der hülsenförmigen Kontaktbereichs 24 und damit auch die zweite axiale Verlängerung 32 des hülsenförmigen Kontaktbe reichs 24 aus einem Werkstoff mit einer hohen Wärmeleitfä higkeit, beispielsweise aus einem Metall, hergestellt, so ermöglicht die konisch ausgeformte zweite axiale Verlänge rung 32 einem besseren Wärmetransport zwischen dem Kühlrohr 18 und den Litzen der Leitung 6 in diesem Bereich gegenüber einem einzig mit Luft gefüllten Zwischenraum.

Aus der kombinatorischen Schau der Figuren 3D und 3E ergibt sich eine zweite Erweiterung der erfindungsgemäßen Kontak tierungsvorrichtung 16, die vor allem in der ersten und zweiten Ausführungsform ihren Einsatz findet:

Wie insbesondere aus der Fig. 3E ersichtlich wird, die einen Querschnitt der erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung in radialer Richtung wiedergibt, weist der hülsenförmige Kontaktierungsbereich 24" auf seiner Außenmantelfläche meh rere parallele und in längsaxialer Richtung verlaufende Ver tiefungen 33 auf. In jeder dieser Vertiefungen 33 ist bevor zugt jeweils eine Litze 34 oder ein Litzenpaket der Leitung 6 geführt, sodass die Anzahl der realisierten Vertiefungen

33 der Anzahl von einzelnen Litzen 34 der Leitung 6 ent spricht. Jede Vertiefung 33 weist in diesem Fall ein halb kreisförmiges Querschnittsprofil mit einem Innendurchmesser auf, der an den Außendurchmesser der Litze 34 angepasst ist. Alternativ können in einer Vertiefung 33 auch mehrere Litzen

34 geführt sein. In diesem Fall sind das Querschnittsprofil und die Ausdehnung jeder einzelnen Vertiefung 33 entspre- chend anzupassen. Die einzelnen Vertiefungen 33 sind bevor zugt über die Außenmantelfläche des hülsenförmigen Kontakt bereichs 24" gleichmäßig verteilt. Die auf diese Weise rea lisierte gleichmäßige Verteilung der einzelnen Litzen 34 auf der Außenmantelfläche des hülsenförmigen Kontaktbereichs 24" bedingt vorteilhaft eine gleichmäßige Verteilung des Strom flusses von der Leitung 6 des Kabels 3 auf die erfindungsge mäße Kontaktierungsvorrichtung 16 über die gesamte Außenman telfläche des hülsenförmigen Kontaktbereichs 24".

Der technische Vorteil der auf der Außenmantelfläche reali sierten Vertiefungen 33 ist nicht nur in der gleichmäßigen Verteilung des Stromflusses von der Leitung 6 auf die erfin dungsgemäße Kontaktierungsvorrichtung 16, sondern auch in einem vereinfachten Fügeprozess der einzelnen Litzen 34 der Leitung 6 auf der Außenmantelfläche des hülsenförmigen Kon taktbereichs 24" insbesondere bei automatisierten Fertigung.

In Fig. 3D ist ein radial nach außen gerichteter Steg 35 er sichtlich, der am zweiten Ende 27 des hülsenförmigen Kon taktbereichs 24" ausgeformt ist und als axialer Anschlag für die einzelnen Litzen 34 der Leitung 6 im Fügeprozess dient.

In der kombinatorischen Schau der Figuren 3F, 3G und 3H wird im Folgenden die dritte Ausführungsform einer erfindungsge mäßen Kontaktierungsvorrichtung 16 vorgestellt:

In der dritten Ausführungsform setzt sich der Befestigungs bereich 29"" der erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung 16 aus einzelnen Stegen 36 zusammen, die jeweils am hülsen förmigen Kontaktierungsbereich 24"" radial nach außen ver laufen. Diese Stege 36 sind jeweils am hülsenförmigen Kon taktierungsbereich 24"" so voneinander beabstandet angeord net, dass gemäß Fig. 3G zwischen zwei benachbarten Stegen 36 jeweils mindestens eine Litze 34 der Leitung 6 eingefügt werden kann. Die radiale Erstreckung jedes einzelnen Steges 36 ist so ausgelegt, dass gemäß Fig. 3H zwischen dem hülsen förmigen Kontaktierungsbereich 24"" und dem nach einem

Pressvorgang gebogenen Steg 36 die mindestens eine eingefüg te Litze 34 der Leitung 6 eingeklemmt ist. Die Einklemmung der mindestens einen Litze 34 der Leitung 6 innerhalb des zugehörigen Steges 36 ist so ausgelegt, dass eine sichere elektrische und mechanische Verbindung zwischen jeder Litze 34 der Leitung 6 und dem hülsenförmigen Kontaktierungsbe reich 24"" verwirklicht ist.

Während Fig. 3G in einer radialen Querschnittsdarstellung einen Zwischenfertigungsstand der dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung darstellt, in dem die einzelnen Litzen 34 der Leitung 6 zwischen den einzelnen Stegen 36 eingeführt sind, gibt Fig. 3H einen End fertigungsstand wieder, in dem die einzelnen Litzen 34 der Leitung 6 mit der erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrich tung 16 elektrisch und mechanisch verbunden sind. Das Umbie gen der einzelnen Stege 36 ist beispielsweise durch ein ge eignetes Umformwerkzeug bei rotierender Kontaktierungsvor richtung 16 herstellbar.

Aus Fig. 3F ist ebenfalls der am zweiten Ende 27 des hülsen förmigen Kontaktbereichs 24"" ausgeformte und radial nach außen gerichtete Steg 35 zu erkennen, der als axialer An schlag für die einzelnen Litzen 34 der Leitung 6 im Fügepro zess dient.

In der Querschnittsdarstellung einer ersten Ausprägung einer ersten Untervariante einer erfindungsgemäßen Kontaktierungs vorrichtung 16 gemäß Fig. 4A ist in der ersten axialen Ver längerung 28 des hülsenförmigen Kontaktbereichs 24 ein elektrisches Kontaktelement 11 ausgeformt, das als stiftför miges elektrisches Kontaktelement 11" ausgeführt ist. Das stiftförmige elektrische Kontaktelement 11" ist somit in der in Fig. 4A dargestellten ersten Ausprägung einer ersten Un tervariante einer erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrich tung 16 in die Kontaktierungsvorrichtung 16 integriert. Die ses stiftförmige elektrische Kontaktelement 11" des erfin dungsgemäßen gekühlten Steckverbinders 1 ist in ein zugehö riges buchsenförmiges elektrisches Kontaktelement eines Ge gensteckverbinder steckbar.

Dieses stiftförmige elektrische Kontaktelement 11" ist or thogonal zur ersten axialen Verlängerung 28 des hülsenförmi gen Kontaktbereichs 24 und damit orthogonal zur Längsachse des Kabels 3 gerichtet. Somit ist ein erfindungsgemäßer ge kühlter Steckverbinder 1, in dem eine in Fig. 4A dargestell te erfindungsgemäße Kontaktierungsvorrichtung 16 eingesetzt wird, als Winkel-Steckverbinder realisiert.

Aus der Querschnittsdarstellung einer zweiten Ausprägung der ersten Untervariante einer erfindungsgemäßen Kontaktierungs vorrichtung 16 gemäß Fig. 4B geht ein elektrisches Kontakte lement 11 hervor, das als buchsenförmiges elektrisches Kon taktelement 11"" in der ersten axialen Verlängerung 28 des hülsenförmigen Kontaktbereichs 24 ausgeformt ist. Das buch senförmige elektrische Kontaktelement 11"" ist somit in der zweiten Ausprägung einer ersten Untervariante einer erfin dungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung 16 ebenfalls in die Kontaktierungsvorrichtung 16 integriert. Dieses buchsenför mige elektrische Kontaktelement 11"" des erfindungsgemäßen gekühlten Steckverbinders 1 ist in ein zugehöriges stiftför miges elektrisches Kontaktelement eines Gegensteckverbinders steckbar .

Das buchsenförmige elektrische Kontaktelement 11"" ist eben falls orthogonal zur ersten axialen Verlängerung 28 des hül- senförmigen Kontaktbereichs 24 und damit orthogonal zur Längsachse des Kabels 3 ausgerichtet.

In einer in Fig. 4C dargestellten ersten Ausprägung einer zweiten Untervariante einer erfindungsgemäßen Kontaktie rungsvorrichtung 16 ist ein elektrisches Kontaktelement 11 als stiftförmiges elektrisches Kontaktelement 11 ausgeformt, das entweder Bestandteil des Gegensteckverbinders gemäß Fig. 2 oder Bestand des erfindungsgemäßen gekühlten Steckverbin ders 11 ist. Im zweiten Fall ist das stiftförmige elektri sche Kontaktelement 11 in der Stecker-Schnittstelle des er findungsgemäßen Steckverbinders 1 angeordnet und direkt oder indirekt mit dem Steckergehäuse 2 verbunden.

In beiden Fällen kommt ein sicherer elektrischer Kontakt zwischen der erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung 16 und dem elektrischen Kontaktelement 11 dadurch zustande, dass in einer axialen Richtung zur Längsachserstreckung des elektrischen Kontaktelements 11 eine Stirnfläche des stift förmigen Kontaktelements 11 eine zugehörige Gegenfläche in der ersten axialen Verlängerung 28 des hülsenförmigen Kon taktbereichs 24 mit einem ausreichenden Kontaktdruck kontak tiert .

In einer zweiten Ausprägung der zweiten Untervariante einer erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung 16 gemäß Fig. 4D ist das elektrische Kontaktelement 11 als stiftförmiges Kon taktelements 11""" ausgeformt und Bestandteil des erfin dungsgemäßen Steckverbinders 1. Es ist in der Stecker- Schnittstelle des erfindungsgemäßen Steckverbinders 1 ange ordnet und direkt oder indirekt mit dem Steckergehäuse 2 verbunden. Das stiftförmige elektrische Kontaktelement 11""" kann auch Bestandteil des Gegensteckverbinders sein. In beiden Fällen erfolgt der elektrische und mechanische Kontakt zwischen dem stiftförmigen elektrischen Kontaktele ment 11""" und der erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrich tung 16 durch eine buchsenförmige Bohrung 37 innerhalb der ersten axialen Verlängerung 28 des hülsenförmigen Kontaktbe reichs 24, in die das stiftförmige elektrische Kontaktele ment 11""" passgenau einsteckbar ist. Das stiftförmige elektrische Kontaktelement 11""" kontaktiert in der zweiten Ausprägung der zweiten Untervariante somit die erfindungsge mäße Kontaktierungsvorrichtung 16 in einer radialen Richtung zur Längsachserstreckung des elektrischen Kontaktelements 11

Aus Fig. 5 geht schließlich eine dritte Erweiterung der er findungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung 16 hervor, in der die erste axiale Verlängerung 28" des hülsenförmigen Kon taktbereichs 24 vollständig hülsenförmig ausgeformt ist. Auf diese Weise ist vorteilhaft eine verbesserte Kühlung der ge samten erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung 16 und des Kontaktelements 11" möglich. Außerdem ist der Stromfluss von den einzelnen Litzen der Leitung 6 zum Kontaktelement 11" im Bereich der ersten axialen Verlängerung 28" des hül senförmigen Kontaktbereichs 24 über einen größeren Leitungs querschnitt verteilt. Die ohmschen Verluste des Stromes in diesem Bereich und die daraus resultierende Abwärme sind so mit durch diese technische Maßnahme auch minimiert.

Aus Fig. 6 geht schließlich eine dreidimensionale Darstel lung einer erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung 16 hervor. Eine derartige erfindungsgemäße Kontaktierungsvor richtung 16 verwirklicht eine innenseitige elektrische Kon taktierung zu den einzelnen Litzen der zum Kabel 3 gehörigen Leitung 6. Auf diese Weise kann die Wandstärke des hülsen förmigen Kontaktierungsbereiches 24 einer derartigen erfin dungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung 16 gegenüber einer außenseitigen elektrischen Kontaktierung der einzelnen Lit zen der Leitung 6 mittels Crimp-Hülse deutlich größer ausge legt werden. Diese Vergrößerung des Querschnittsprofils des hülsenförmigen Kontaktierungsbereiches 24 einer derartigen erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung 16 ermöglicht, höhere Ströme vom Kabel 3 zur Stecker-Schnittstelle des er findungsgemäßen gekühlten Steckverbinders 1 zu führen. Neben der Verbesserung der elektrischen Eigenschaften ermöglicht die Vergrößerung des Querschnittsprofils des hülsenförmigen Kontaktierungsbereiches 24 auch eine stabilere Führung des Kühlrohrs 18 innerhalb des Steckverbinders 1.

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausfüh rungsbeispiele vorstehend vollständig beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.

Be zugs zeichenliste

1 Steckverbinder

2 Steckergehäuse

3 gekühltes Kabel

4 AbSchluss kappe

5 erste Öffnung

6 Leitung

7 Kabelmantel

8 Dichtungsring

9 Durchführung im Dichtungsring

10 Innenmantel

11, 11", 11"", 11"""" elektrisches Kontaktelement

12 Hülse

13 Kontaktelement für Gehäusekontaktierung

14 zweite Öffnung

15 Öffnung im Innenmantel

16 KontaktierungsVorrichtung

17 Dichtungsring

18 Kühlrohr

19 Öffnung im Innenmantel

20 dritte Öffnung

21 Kopplungselement

22 Flansch des Kopplungselements

23 Dichtungsring

24, 24", 24"" hülsenförmiger Kontaktbereich

25 erstes Ende des hülsenförmigen Kontakt bereichs

26 Durchführung des hülsenförmigen Kontakt bereichs

27 zweites Ende des hülsenförmigen Kontakt bereichs

28 28" erste axiale Verlängerung des hülsenför migen Kontaktbereichs 2 9, 2 9 ' Befestigungsbereich

30 Durchführung der Crimp-Hülse

31 Verbindungsbereich

32 zweite axiale Verlängerung des hülsen förmigen Kontaktbereichs

33 Litze der Leitung

34 Vertiefung

35 Steg am zweiten Ende des hülsenförmigen

Kontaktbereichs

3 6 Steg

37 Bohrung

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Kontaktierungsvorrichtung (16) zur Kontaktierung zwi schen mehreren Litzen (34) einer Leitung (6) in einem ge kühlten Kabel (3) , die an einer Außenmantelfläche eines Kühlrohrs (18) des gekühlten Kabels (3) verteilt angeordnet sind, und einem elektrischen Kontaktelement (11; 11"; 11""; 11""") mit einem hülsenförmigen Kontaktbereich (24; 24"; 24""), dessen Innenmantelfläche derart eingerichtet ist, dass das Kühlrohr (18) innerhalb der Innenmantelfläche ge führt ist, und dessen Außenmantelfläche derart eingerichtet ist, dass sie mit den Litzen (34) der Leitung (6) verbindbar ist, wobei der hülsenförmige Kontaktbereich (24; 24"; 24"") ein erstes Ende (25) zur Zuführung des Kühlrohres (18) und der Litzen (34) aufweist, wobei an einem zweiten Ende (27) des hülsenförmigen Kontaktbereiches (24; 24"; 24"") der hül senförmige Kontaktbereich (24; 24"; 24"") zumindest inner halb eines Winkelsegments des hülsenförmigen Kontaktbereichs (24; 24"; 24"") eine erste axiale Verlängerung (28) auf weist, wobei die erste axiale Verlängerung (28) derart ein gerichtet ist, dass sie mit dem elektrischen Kontaktelement (11; 11"; 11""; 11""") verbunden ist.

2. Kontaktierungsvorrichtung (16) nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

dass der hülsenförmige Kontaktbereich (24; 24"; 24"") inner halb eines Winkelsegments des hülsenförmigen Kontaktbereichs (24; 24"; 24"") eine erste axiale Verlängerung (28) auf weist.

3. Kontaktierungsvorrichtung (16) zur Kontaktierung zwi schen mehreren Litzen (34) einer Leitung (6) in einem ge kühlten Kabel (3) , die an einer Außenmantelfläche eines Kühlrohrs (18) des gekühlten Kabels (3) verteilt angeordnet sind, und einem elektrischen Kontaktelement (11; 11"; 11""; 11""") mit einem hülsenförmigen Kontaktbereich (24; 24"; 24""), dessen Innenmantelfläche derart eingerichtet ist, dass das Kühlrohr (18) innerhalb der Innenmantelfläche ge führt ist, und dessen Außenmantelfläche derart eingerichtet ist, dass sie mit den Litzen (34) der Leitung (6) verbindbar ist, wobei der hülsenförmige Kontaktbereich (24; 24"; 24"") ein erstes Ende (25) zur Zuführung des Kühlrohres (18) und der Litzen (34) aufweist, wobei an einem zweiten Ende (27) des hülsenförmigen Kontaktbereiches (24; 24"; 24"") der hül senförmige Kontaktbereich (24; 24"; 24"") eine erste axiale Verlängerung (28) aufweist, wobei die erste axiale Verlänge rung (28) derart eingerichtet ist, dass sie mit dem elektri schen Kontaktelement (11; 11"; 11""; 11""") verbunden ist.

4. Kontaktierungsvorrichtung (16) nach Patentanspruch

3dadurch gekennzeichnet,

dass der hülsenförmige Kontaktbereich (24; 24"; 24"") inner halb eines Hülsensegments des hülsenförmigen Kontaktbereichs (24; 24"; 24"") eine erste axiale Verlängerung (28) auf weist.

5. Kontaktierungsvorrichtung (16) nach einem der Patentan sprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet,

dass die erste axiale Verlängerung (28) derart eingerichtet ist, dass sie das Kühlrohr (18) führt.

6. Kontaktierungsvorrichtung (16) nach einem der Patentan sprüche 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Kontaktierungsvorrichtung (16) zusätzlich einen Be festigungsbereich (29; 29"; 29"") aufweist, der derart ein gerichtet ist, dass zwischen dem hülsenförmigen Kontaktbe reich (24; 24"; 24"") und dem Befestigungsbereich (29; 29"; 29'') die Litzen (34) einfügbar und mittels einer Pressver bindung einklemmbar sind.

7. Kontaktierungsvorrichtung (16) nach Patentanspruch 6 dadurch gekennzeichnet,

dass der Befestigungsbereich (29; 29"; 29'') hülsenförmig und koaxial zum hülsenförmigen Kontaktbereich (24; 24";

24"") angeordnet ist, wobei der hülsenförmige Befestigungs bereich (29; 29"; 29"") und der hülsenförmige Kontaktbereich (24; 24"; 24"") jeweils am zweiten Ende (27) über einen Ver bindungsbereich (31) miteinander verbunden sind.

8. Kontaktierungsvorrichtung (16) nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

dass der Befestigungsbereich (29; 29"; 29"") eine Crimphülse ist, die koaxial zum hülsenförmigen Kontaktbereich (24; 24"; 24"") angeordnet ist.

9. Kontaktierungsvorrichtung (16) nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

dass der Befestigungsbereich (29; 29"; 29"") mehrere am hül senförmigen Kontaktbereich (24; 24"; 24"") radial nach außen verlaufende Stege (36) umfasst, wobei die Stege (36) so an geordnet sind, dass zwischen zwei benachbarten Stegen (36) jeweils mindestens eine Litze (34) einfügbar ist, und jeder Steg (36) jeweils eine derartige radiale Erstreckung auf weist, dass zwischen dem hülsenförmigen Kontaktbereich (24; 24"; 24"") und dem durch die Pressverbindung gebogenen Steg (36) jeweils die zugehörige mindestens eine Litze (34) ein klemmbar ist.

10. Kontaktierungsvorrichtung (16) nach Patentanspruch 8 oder 9,

dadurch gekennzeichnet, dass am zweiten Ende (27) des hülsenförmigen Kontaktberei ches (24; 24"; 24"") ein radial nach außen gerichteter Steg (35) ausgeformt ist.

11. Kontaktierungsvorrichtung (16) nach einem der Patentan sprüche 1 bis 8,

dadurch gekennzeichnet,

dass an der Außenmantelfläche des hülsenförmigen Kontaktbe reichs (24; 24"; 24"") mehrere in einer Längsachsrichtung des hülsenförmigen Kontaktbereichs (24; 24"; 24"") verlau fende Vertiefungen (33) zur Führung der Litzen (34) vorgese hen sind.

12. Kontaktierungsvorrichtung (16) nach einem der Patentan sprüche 1 bis 11,

dadurch gekennzeichnet,

dass am ersten Ende (25) des hülsenförmigen Kontaktbereichs (24; 24"; 24"") der hülsenförmige Kontaktbereich (24; 24"; 24"") eine zweite axiale Verlängerung (32) aufweist, die ko nisch ausgeformt ist.

13. Kontaktierungsvorrichtung (16) nach einem der Patentan sprüche 1 bis 12,

dadurch gekennzeichnet,

dass die erste axiale Verlängerung (28) des hülsenförmigen Kontaktbereichs (24; 24"; 24"") hülsenförmig ausgeführt ist.

14. Kontaktierungsvorrichtung (16) nach einem der Patentan sprüche 1 bis 13,

dadurch gekennzeichnet,

dass die erste axiale Verlängerung (28) derart eingerichtet ist, dass sie mit dem elektrischen Kontaktelement (11; 11"; 11""; 11""") verbindbar ist.

15. Kontaktierungsvorrichtung (16) nach Patentanspruch 14, dadurch gekennzeichnet,

dass die erste axiale Verlängerung (28) derart eingerichtet ist, dass ein elektrischer Kontakt zwischen dem elektrischen Kontaktelement (11; 11"; 11""; 11""") und der ersten axialen Verlängerung (28) in einer axialen Richtung zu einer Längs achserstreckung des elektrischen Kontaktelements (11; 11"; 11""; 11""") erfolgt.

16. Kontaktierungsvorrichtung (16) nach Patentanspruch 14, dadurch gekennzeichnet,

dass die erste axiale Verlängerung (28) derart eingerichtet ist, dass ein elektrischer Kontakt zwischen dem elektrischen Kontaktelement (11; 11"; 11""; 11""") und der ersten axialen Verlängerung (28) in einer radialen Richtung zu einer Längs achserstreckung des elektrischen Kontaktelements (11; 11"; 11""; 11""") erfolgt.

17. Kontaktierungsvorrichtung (16) nach einem der Patentan sprüche 1 bis 13,

dadurch gekennzeichnet,

dass die erste axiale Verlängerung (28) derart ausgeführt ist, dass sie das elektrische Kontaktelement (11; 11"; 11""; 11""") enthält .

18. Kontaktierungsvorrichtung (16) nach einem der Patentan sprüche 1 bis 17,

dadurch gekennzeichnet,

dass die erste axiale Verlängerung (28) derart eingerichtet ist, dass eine Längsachserstreckung des elektrischen Kontak telements (11; 11"; 11""; 11""") zu einer Längsachserstre ckung des hülsenförmigen Kontaktbereichs (24; 24"; 24"") un terschiedlich, bevorzugt orthogonal, orientiert ist.

19. Gekühlter Steckverbinder (1) für ein mindestens eine Leitung (6) und ein zugehöriges Kühlrohr (18) enthaltendes gekühltes Kabel (3), mit einem Steckergehäuse (2), einer im Steckergehäuse (2) befindlichen ersten Öffnung (5) zur Durchführung des gekühlten Kabels (3) , mindestens einer im Steckergehäuse (2) befindlichen dritten Öffnung (20) zur Durchführung von jeweils mindestens einem Kühlrohr (18), ei ner für jede Leitung (6) jeweils vorgesehene Kontaktierungs vorrichtung (16) nach einem der Patentansprüche 1 bis 18, die mit der jeweiligen Leitung (6) verbunden ist, und min destens einer im Steckergehäuse (2) jeweils befindlichen zweiten Öffnung (14) zur Durchführung von mindestens einem zu jeweils einer Leitung (6) gehörigen elektrischen Kontak telement (11; 11"; 11""; 11""").