WO2020083685A1 - Steckverbinder mit einem elektrischen verbindungselement für mehrere schirmleiter - Google Patents

Steckverbinder mit einem elektrischen verbindungselement für mehrere schirmleiter Download PDF

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PCT/EP2019/077717
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Dennis Sprenger
Witalij Knaub
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Phoenix Contact E-Mobility Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a connector for electrical connection with a mating connector according to the preamble of claim 1 and a method for producing a connector according to claim 17.
  • Such a connector comprises a housing and an electrical connection element arranged therein for electrically connecting at least one protective conductor to at least one shield conductor, e.g. of cables permanently connected or securely connectable with the connector.
  • a connector and the corresponding mating connector together form a detachable connector.
  • the connector and the mating connector can each have one or more plugs and / or one or more sockets.
  • shield conductors and protective conductors are often to be electrically connected to one another.
  • Shield conductors are regularly designed in the form of a braid and envelop one or more further conductors of a cable for the electromagnetic shielding of the cable or cables.
  • Protective conductors are regularly referred to as PE lines (protective earth).
  • a strain relief element for a cable serves as an electrical connecting element and has a contacting section which is designed to contact a shielding of the cable.
  • the strain relief element is fixed by means of screws and is arranged in such a way that a protective conductor can be connected in the area of a screw.
  • the applicant is also known internally from practice to electrically connect a plurality of shielding lines to one another by crimp connections, which, however, can involve a high outlay on installation.
  • the object of the present invention is to provide an improved connector.
  • the electrical connection element has a plurality of spaced apart and electrically interconnected connection points and is designed such that at least one protective conductor and each of a plurality of shielding conductors can be electrically connected or connected to in each case one of the connection points.
  • the electrical connection element thus comprises at least three spaced apart and electrically connected connection points.
  • the connector is improved in particular in that an electrical connection of one or more protective conductors and several shield conductors is space-saving and is possible with a simple assembly of the connector.
  • a shield tap is thus made within the housing.
  • the shield lines (in particular all shield lines) can thus be easily connected to PE.
  • the electrical connection element is in the form of a sheet, in particular a sheet metal strip, e.g. as a stamped part.
  • a metal strip is particularly easy to manufacture.
  • a sheet metal strip in particular allows the provision of a large number of connection points. The metal strip is e.g. inserted into the mating face of the connector.
  • connection points of the electrical connection element is designed in the form of a flat tongue.
  • the flat tongues are e.g. formed on the electrical connecting element designed as a metal strip.
  • connection points of the electrical connection element can be arranged along a straight line. This enables simple manufacture and assembly.
  • the electrical connection element is formed in one piece, which likewise enables particularly simple manufacture.
  • the electrical connection element comprises a plurality of components which are electrically connected to one another.
  • at least two, in particular exactly two, protective conductors can be electrically connectable to one (other) of the connection points of the electrical connection element.
  • shield conductors can be electrically connected to one (other) of the connection points of the electrical connection element.
  • the electrical connection element comprises, for example, at least six or exactly six connection points.
  • the plug connector comprises a contact holder with a connector strip receiving the connection points of the electrical connection element.
  • the contact holder can hold cables and / or their contacts and at the same time provide the connector strip. The contact holder can thus perform a dual function.
  • the electrical connecting element is mounted on the contact holder, e.g. positively connected to it.
  • the electrical connection element is fastened to the housing by means of the contact holder. This enables a particularly safe and at the same time simple assembly.
  • the contact holder can be formed in one piece for a further simplified manufacture and assembly.
  • the connector strip is also formed in one piece with the rest of the contact holder.
  • the electrical connection element has two positioning devices for positioning the electrical connection element on the housing of the plug connector.
  • the positioning devices are e.g. each in the form of an opening, which are arranged such that they can be placed around screw domes on the housing. This enables particularly simple assembly and secure mounting of the electrical connection element.
  • the electrical connection element has a weld, for example in the form of a surface.
  • the welding point is designed to be welded to a cable. This makes it possible to securely electrically connect particularly large cable cross sections to the electrical connecting element.
  • the plug connector can be designed as a charging plug or charging socket for an electric vehicle, in particular as a so-called inlet. In general, the connector can either be designed as an installation part or as a movable part.
  • a connector assembly with at least one cable comprising a connector according to any configuration described herein, with several, e.g. four shield conductors (inside the housing) of the at least one cable and at least one protective conductor, in particular several, e.g. two protective conductors, each of which is electrically connected to one of the connection points of the electrical connection element.
  • all of the shield conductors of all the cables firmly connected to the connector are electrically connected to one of the connection points of the electrical connection element.
  • the electrical connection element comprises a corresponding number of connection points, a connection point also being provided for each protective conductor to be connected.
  • the electrical connection element Arranging an electrical connection element in the housing, the electrical connection element having a plurality of spaced apart and electrically connected connection points;
  • the method can provide a connector according to any configuration described here.
  • Figure 1 is a view of a connector assembly with a connector, a matching mating connector and multiple cables.
  • FIG. 2 shows a view of a contact holder, an electrical connecting element and a plurality of contact terminals of the plug connector according to FIG. 1;
  • FIG. 3 shows a view of the electrical connecting element according to FIG. 2;
  • FIG. 4 shows a view of a contact holder, an electrical connecting element and a plurality of contact terminals for the plug connector according to FIG. 1;
  • FIG. 5 shows a view of the electrical connecting element according to FIG. 4;
  • Fig. 6 is a view of a weld point element for the connector according to
  • FIG. 7 is a view of a further welding point element for the connector according to FIG. 1.
  • the plug connector 1 shows a connector 1 for detachable electrical connection to a mating connector 2.
  • the connector 1 and the mating connector 2 form a connector and a connector arrangement.
  • the plug connector 1 is designed for mounting on the electric vehicle, specifically as a vehicle inlet, e.g. according to the CCS (Combined Charging System) type 1.
  • the mating connector 2 is formed in the example shown as a manually operable charging connector for the electric vehicle.
  • the connector 1 is designed to transmit a charging current in the form of a direct current and / or in the form of an alternating current.
  • the connector 1 comprises a housing 12, of which a housing part is shown in FIG. 1, which can optionally be closed by a cover of the housing 12, not shown.
  • the connector 1 is firmly connected with several cables 3A-3C.
  • the cables 3A-3C are connected, for example, at least in part to a charger and / or a battery of the electric vehicle.
  • the cables 3A-3C extend at least partially within the housing 12.
  • One of the cables 3A comprises a plurality of conductors 30, two of which are shown here.
  • Each of the conductors 30 is connected to a contact 16 which can be contacted by a corresponding mating contact 20 of the mating connector 2.
  • the two other cables 3B, 3C have a larger cross section than the first-mentioned cable 3A, in particular for the transmission of large electrical powers, for example by means of direct current.
  • a protective conductor 13A is also guided in one of these two cables 3B. Alternatively, the protective conductor 13A is routed in one of the two other cables 3A, 3C or separately.
  • the connector 1 further includes a second protective conductor 13B. This is connected to a contact 16 which can be contacted by a corresponding mating contact 20 of the mating connector 2.
  • Both protective conductors 13A, 13B are plugged into a plug-in strip 110A of the contact holder 11 and are connected to one another in an electrically conductive manner, as will be explained in more detail below. Also plugged into the connector strip 110A and electrically conductively connected to the protective conductors 13A, 13B are several, specifically four shield conductors 14, one of which is shown in FIG. 1. Each of the shield conductors 14 is e.g. formed as a braid and surrounds one or more conductors within one of the cables 3A-3C.
  • the connector 1 10A is between the upper and lower contacts 16 of the connector
  • the cable 3A is electrically connected to the upper contacts 16 and the cables 3B, 3C (with the larger conductor cross section) to the lower contacts 16.
  • Fig. 2 shows the contact holder 1 1, an electrical connection element 10A in the form of a male connector and a plurality of contact terminals 15.
  • the contact holder 11 comprises the aforementioned plug connector 10A, several, here two, holders 1 11A for each one cable 3B, 3C and several fastening points 1 12.
  • the contact holder 11 is in this case formed in one piece.
  • the connector strip 1 10A forms several receptacles 1 14. A slot is formed between adjacent receptacles 1 14, so that the electrical connecting element 10A can be inserted into the plug-in strip 1 10A (and inserted according to FIG. 1) such that it extends through all of the receptacles 1 14. Locking elements 1 15 on the connector strip 1 10A are designed to hold the electrical connection element 10A received in the connector strip 1 10A.
  • the connector strip 1 10A is designed and arranged such that the electrical connection element 10A is spaced apart from each of the contacts 16.
  • the electrical connection element 10A shown in FIG. 2 and shown separately in FIG. 3 has a strip section 101.
  • a plurality of clamping slots 104 are formed in the strip section 101, which can be brought into engagement with corresponding counterparts on the connector strip 1 10A in order to form-fit the electrical connection element 10A (together with the latching elements 105 and the slots between the receptacles 104) on the connector strip 1 10A hold.
  • the electrical connecting element 10A can be plugged or plugged into that connector strip 1 10A from the side of the connector strip 1 10A which faces away from a wall of the housing 12 in the assembled state.
  • the electrical connection element 10A further comprises a plurality of electrical connection points 100, in the present example six electrical connection points 100.
  • the connection points 100 are each designed in the form of a flat tongue according to FIGS. 2 and 3.
  • the electrical connection points 100 are spaced apart from one another. Specifically, a gap is formed between two adjacent connecting elements 100.
  • the connecting points 100 are electrically connected to one another via the strip section 101. In the present case, the electrical connection points 100 are arranged next to one another along a straight line.
  • the contact terminals 15 can each be inserted into a receptacle 1 14 and can be plugged onto a flat tongue arranged in the receptacle 1 14 in order to establish an electrical contact.
  • Locking elements 1 13 on the receptacles 1 14 are designed to latch with the contact terminals 15 in order to hold the contact terminals 15 securely in the respective receptacle 1 14.
  • the electrical connecting element 10A according to FIGS. 2 and 3 is made of sheet metal (specifically sheet metal).
  • the electrical connection element 10A is flat. It extends in one plane (and perpendicular to that plane only through its Material thickness).
  • the electrical connection element 10A is formed in one piece. The electrical connecting element 10A is thus particularly easy to manufacture.
  • a plurality of protective conductors 13A, 13B and a plurality of shield conductors 14 can thus be electrically connected to one another in a particularly simple manner. In addition, only very little installation space is required.
  • the contact holder 1 1 is attached to the attachment points 1 12 on the housing 12, e.g. by means of screws.
  • the housing 12 is provided.
  • the electrical connecting element 10A is arranged in the housing 12, in the present case by plugging it into the plug connector 110A (corresponding to the arrow shown in FIG. 2).
  • the contact holder 11 is connected (before or after) to the housing 12, e.g. screwed.
  • the protective conductors 13A, 13B and the shield conductors 14 of the cables 3A-3C and the contact 16 of the one protective conductor 13B are each electrically connected to one of the connection points 100. For this, e.g.
  • a protective conductor 13A, 13B or shield conductor 14 is fastened to a contact terminal 15 and the contact terminals 15 are inserted into the respective receptacles 1 14 of the plug connector 110A (see the corresponding arrows in FIG. 2).
  • the contact terminals 15 contact the connection points 100 arranged in the receptacles 114.
  • Fig. 4 shows a contact holder 1 1 with a modified compared to the contact holder 1 1 according to FIGS. 1 and 2 1 10B.
  • the contact holder 1 1 according to FIG. 4 matches the contact holder 1 1 according to FIGS. 1 and 2.
  • 1 may alternatively include the contact holder 11 according to FIG. 4.
  • An electrical connection element 10B (shown separately in FIG. 5) has a plurality of electrical connection points 100 protruding from a strip section 101, each in the form of a flat tongue.
  • the electrical connecting element 10B also has a contact section 107 which extends perpendicular to the strip section 101. (Two) positioning devices 102 are formed in the contact section 107, each in the form of an opening in the present case.
  • connection points 100 are inserted into the receptacles 1 14 from the side of the plug-in strip 11 OB which faces the housing 12.
  • the contact section 107 is in the assembled state between the contact holder 11 and arranged the housing 12. In the present case, the system section 107 is in contact with the contact holder 11 and the housing 12 in the assembled state.
  • the positioning devices 102 are arranged such that they are each aligned with a fastening point 112 of the contact holder 11 so that, for example, a screw can extend through a fastening point 112 and a positioning device 102. This enables a particularly simple assembly and secure mounting of the electrical connecting element 10B.
  • FIG. 6 shows a welding point element 105A, which can optionally be arranged between the contact section 107 of the electrical connecting element 10B according to FIGS. 4 and 5 and the contact holder 11 or between the housing 12 and the contact section 107.
  • the welding point element 105A represents part of the electrical connecting element 10B, which is then formed in two parts.
  • Positioners 106 of the weld point member 105A are arranged to align with the positioners 102 of the electrical connector 10B.
  • the connection points 100 can be formed directly on a strip section of the weld point element 105A (shown in dashed lines in FIG. 6), so that there is a one-piece electrical connection element and optionally replaces the electrical connection element 10B according to FIGS. 4 and 5.
  • the welding point element 105A comprises a welding point 103, which is designed to be welded or soldered to a cable.
  • the welding point 103 e.g. a larger surface than each of the connection points 100.
  • the welding point 103 is formed by a (in the present case multiple) bent material strips.
  • FIG. 7 shows an alternatively designed welding point element 105B for the plug connector 1 with the electrical connecting element 10B according to FIGS. 4 and 5.
  • This welding point element 105B has two welding points 103.
  • the welding points 103 (and the welding surfaces provided thereby) are aligned perpendicular to one another.
  • the welding points 103 are aligned perpendicular to a contact section of the welding point element 105B, which can be mounted in contact with the contact section 107 of the electrical connecting element 10B on the plug connector 1.
  • Positioning devices 106 of the welding point element 105B are aligned with the positioning devices 102 of the electrical connecting element 10B.
  • the welding point element 105B and the electrical connecting element 10B are formed in one piece with one another, for example by the welding points 103 of the welding point element 105B being formed on the contact section 107 of the electrical connecting element 10B.

Abstract

Ein Steckverbinder (1) zur elektrischen Verbindung mit einem Gegensteckverbinder (2) umfasst ein Gehäuse (12) und ein darin angeordnetes elektrisches Verbindungselement (10A, 10B) zum elektrischen Verbinden zumindest eines Schutzleiters (13A, 13B) mit zumindest einem Schirmleiter (14). Das elektrische Verbindungselement (10A, 10B) weist mehrere voneinander beabstandete und elektrisch miteinander verbundene Verbindungsstellen (100) auf und ist derart ausgebildet ist, dass zumindest ein Schutzleiter (13A, 13B) und mehrere Schirmleiter (14) an jeweils einer der Verbindungsstellen (100) elektrisch anschließbar oder angeschlossen sind.

Description

Steckverbinder mit einem elektrischen Verbindungselement für mehrere Schirmleiter
Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder zur elektrischen Verbindung mit einem Gegensteckverbinder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur Herstellung eines Steckverbinders nach Anspruch 17.
Ein derartiger Steckverbinder umfasst ein Gehäuse und ein darin angeordnetes elektrisches Verbindungselement zum elektrischen Verbinden zumindest eines Schutzleiters mit zumindest einem Schirmleiter, z.B. von mit dem Steckverbinder fest verbundenen oder fest verbindbaren Kabeln.
Ein Steckverbinder und der entsprechende Gegensteckverbinder bilden gemeinsam eine lösbare Steckverbindung. Der Steckverbinder und der Gegensteckverbinder können dabei jeweils einen oder mehrere Stecker und/oder eine oder mehrere Buchsen aufweisen.
Insbesondere bei Steckverbindern zum Laden und/oder Entladen einer Traktionsbatterie eines Elektrofahrzeugs sind oftmals Schirmleiter und Schutzleiter miteinander elektrisch zu verbinden. Schirmleiter sind regelmäßig in Form eines Geflechts ausgebildet und umhüllen einen oder mehrere weitere Leiter eines Kabels zur elektromagnetischen Abschirmung des oder der Kabel. Schutzleiter werden regelmäßig auch als PE-Leitungen bezeichnet (protective earth).
Dabei ist es wünschenswert, die elektrischen Verbindungen innerhalb des Steckverbinders möglichst platzsparend vorzusehen. Ferner ist eine möglichst einfache Montage des Steckverbinders wünschenswert.
In der DE 10 2010 002 176 A1 ist ein Steckverbinder beschrieben, bei dem ein Zugentlastungselement für ein Kabel als elektrisches Verbindungselement dient und einen Kontaktierungsabschnitt aufweist, der ausgebildet ist, eine Abschirmung des Kabels zu kontaktieren. Das Zugentlastungselement wird mittels Schrauben fixiert und ist so angeordnet, dass im Bereich einer Schraube ein Schutzleiter anschließbar ist.
Der Anmelderin ist es ferner intern aus der Praxis bekannt, mehrere Schirmleitungen durch Crimpverbindungen miteinander elektrisch zu verbinden, was allerdings einen hohen Montageaufwand mit sich bringen kann. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen verbesserten Steckverbinder zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Demnach weist das elektrische Verbindungselement mehrere voneinander beabstandete und elektrisch miteinander verbundene Verbindungsstellen auf und ist derart ausgebildet, dass zumindest ein Schutzleiter und jeder von mehreren Schirmleitern an jeweils einer der Verbindungsstellen elektrisch anschließbar oder angeschlossen sind.
Das elektrische Verbindungselement umfasst somit zumindest drei voneinander beabstandete und elektrisch miteinander verbundene Verbindungsstellen. Der Steckverbinder ist insbesondere dahingehend verbessert, dass eine elektrische Verbindung von einem oder mehreren Schutzleitern und mehreren Schirmleitern platzsparend und mit einer einfachen Montage des Steckverbinders möglich sind. Ein Schirmabgriff erfolgt somit innerhalb des Gehäuses. Die Schirmleitungen (insbesondere sämtliche Schirmleitungen) können somit in einfacher Weise auf PE gelegt werden.
In einer Ausgestaltung ist das elektrische Verbindungselement in Form eines Blechs, insbesondere einer Blechleiste ausgebildet, z.B. als Stanzteil. Eine solche Blechleiste ist besonders einfach herstellbar. Zudem erlaubt insbesondere eine Blechleiste die Bereitstellung einer Vielzahl an Verbindungsstellen. Die Blechleiste ist z.B. in das Steckgesicht des Steckverbinders eingelegt.
Optional ist zumindest eine, insbesondere jede der Verbindungsstellen des elektrischen Verbindungselements in Form einer Flachzunge ausgebildet. Die Flachzungen sind z.B. an dem als Blechleiste ausgebildeten elektrischen Verbindungselement ausgeformt.
Die Verbindungsstellen des elektrischen Verbindungselements können entlang einer geraden Linie angeordnet sein. Dies ermöglicht eine einfache Herstellung und Montage.
In einer Ausgestaltung ist das elektrische Verbindungselement einstückig ausgebildet, was ebenfalls eine besonders einfache Herstellung ermöglicht. Alternativ umfasst das elektrische Verbindungselement mehrere, elektrisch miteinander verbundene Komponenten. Konkret können z.B. zumindest zwei, insbesondere genau zwei Schutzleiter an jeweils eine (andere) der Verbindungsstellen des elektrischen Verbindungselements elektrisch anschließbar sein.
Alternativ oder zusätzlich können z.B. vier oder mehr, insbesondere genau vier Schirmleiter an jeweils eine (andere) der Verbindungsstellen des elektrischen Verbindungselements elektrisch anschließbar sein. Das elektrische Verbindungselement umfasst beispielsweise zumindest sechs oder genau sechs Verbindungsstellen.
Optional umfasst der Steckverbinder einen Kontakthalter mit einer die Verbindungsstellen des elektrischen Verbindungselements aufnehmenden Steckleiste. Der Kontakthalter kann Kabel und/oder deren Kontakte halten und gleichzeitig die Steckleiste bereitstellen. Der Kontakthalter kann somit eine Doppelfunktion ausfüllen.
Das elektrische Verbindungselement ist in einer Ausgestaltung am Kontakthalter montiert, z.B. formschlüssig damit verbunden.
Beispielsweise ist das elektrische Verbindungselement mittels des Kontakthalters am Gehäuse befestigt. Dies ermöglicht eine besonders sichere und gleichzeitig einfache Montage.
Der Kontakthalter kann für eine weiter vereinfachte Herstellung und Montage einstückig ausgebildet sein. Optional ist auch die Steckleiste einstückig mit dem übrigen Kontakthalter ausgebildet.
In einer Ausgestaltung weist das elektrische Verbindungselement zwei Positioniereinrichtungen zur Positionierung des elektrischen Verbindungselements am Gehäuse des Steckverbinders auf. Die Positioniereinrichtungen sind z.B. jeweils in Form einer Öffnung ausgebildet, die derart angeordnet sind, dass sie um Schraubdome am Gehäuse gelegt werden können. Dies ermöglicht eine besonders einfache Montage und sichere Halterung des elektrischen Verbindungselements.
In einer Ausgestaltung weist das elektrische Verbindungselement eine Schweißstelle auf, z.B. in Form einer Fläche. Die Schweißstelle ist dazu ausgebildet, mit einem Kabel verschweißt zu werden. Hierdurch ist es möglich, besonders große Kabelquerschnitte mit dem elektrischen Verbindungselement sicher elektrisch zu verbinden. Der Steckverbinder kann als Ladestecker oder Ladebuchse für ein Elektrofahrzeug ausgebildet sein, insbesondere als sogenanntes Inlet. Allgemein kann der Steckverbinder wahlweise entweder als Einbauteil oder als bewegliches Teil ausgebildet sein.
Gemäß einem Aspekt wird eine Steckverbinderanordnung mit mindestens einem Kabel bereitgestellt, die einen Steckverbinder nach einer beliebigen, hierin beschriebenen Ausgestaltung umfasst, wobei mehrere, z.B. vier Schirmleiter (im Inneren des Gehäuses) des zumindest einen Kabels und zumindest ein Schutzleiter, insbesondere mehrere, z.B. zwei Schutzleiter, an jeweils eine der Verbindungsstellen des elektrischen Verbindungselements elektrisch angeschlossen sind.
In einer Ausgestaltung sind sämtliche Schirmleiter von allen mit dem Steckverbinder fest verbundenen Kabeln an jeweils eine der Verbindungsstellen des elektrischen Verbindungselements elektrisch angeschlossen. Das elektrische Verbindungselement umfasst eine entsprechende Anzahl an Verbindungsstellen, wobei auch für jeden zu verbindenden Schutzleiter eine Verbindungsstelle vorgesehen ist.
Die eingangs genannte Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zur Herstellung eines Steckverbinders zur elektrischen Verbindung mit einem Gegensteckverbinder gelöst, das folgende Schritte (nicht zwingend in dieser Reihenfolge) aufweist:
- Bereitstellen eines Gehäuses;
- Anordnen eines elektrischen Verbindungselements im Gehäuse, wobei das elektrische Verbindungselement mehrere voneinander beabstandete und elektrisch miteinander verbundene Verbindungsstellen aufweist;
- elektrisches Kontaktieren zumindest eines Schutzleiters und mehrerer Schirmleiter an jeweils eine der Verbindungsstellen.
Durch das Verfahren kann ein Steckverbinder nach einer beliebigen, hierin beschriebenen Ausgestaltung bereitgestellt werden.
Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke soll nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 eine Ansicht einer Steckverbinderanordnung mit einem Steckverbinder, einem dazu passenden Gegensteckverbinder und mehreren Kabeln; Fig. 2 eine Ansicht eines Kontakthalters, eines elektrischen Verbindungselements und mehrerer Kontaktklemmen des Steckverbinders gemäß Fig. 1 ;
Fig. 3 eine Ansicht des elektrischen Verbindungselements gemäß Fig. 2;
Fig. 4 eine Ansicht eines Kontakthalters, eines elektrischen Verbindungselements und mehrerer Kontaktklemmen für den Steckverbinder gemäß Fig. 1 ;
Fig. 5 eine Ansicht des elektrischen Verbindungselements gemäß Fig. 4;
Fig. 6 eine Ansicht eines Schweißstellenelements für den Steckverbinder gemäß
Fig. 1 ; und
Fig. 7 eine Ansicht eines weiteren Schweißstellenelements für den Steckverbinder gemäß Fig. 1 .
Fig. 1 zeigt einen Steckverbinder 1 zur lösbaren elektrischen Verbindung mit einem Gegensteckverbinder 2. Gemeinsam bilden der Steckverbinder 1 und der Gegensteckverbinder 2 eine Steckverbindung und eine Steckverbinderanordnung. Der Steckverbinder 1 ist vorliegend zur Montage am Elektrofahrzeug ausgebildet, konkret als Fahrzeug-Inlet, z.B. gemäß dem CCS (Combined Charging System) Typ 1 . Der Gegensteckverbinder 2 ist im gezeigten Beispiel als manuell betätigbarer Ladesteckverbinder für das Elektrofahrzeug ausgebildet.
Der Steckverbinder 1 ist dazu ausgebildet, einen Ladestrom in Form eines Gleichstroms und/oder in Form eines Wechselstroms zu übertragen.
Der Steckverbinder 1 umfasst ein Gehäuse 12, von dem in Fig. 1 ein Gehäuseteil dargestellt ist, welches optional von einem nicht gezeigten Deckel des Gehäuses 12 verschlossen werden kann.
Der Steckverbinder 1 ist mit mehreren Kabeln 3A-3C fest verbunden. Die Kabel 3A-3C sind z.B. zumindest zum Teil an ein Ladegerät und/oder eine Batterie des Elektrofahrzeugs angeschlossen. Die Kabel 3A-3C erstrecken sich zumindest teilweise innerhalb des Gehäuses 12. Eines der Kabel 3A umfasst mehrere Leiter 30, von welchen hier zwei dargestellt sind. Jeder der Leiter 30 ist an einen Kontakt 16 angeschlossen, der durch einen entsprechenden Gegenkontakt 20 des Gegensteckers 2 kontaktierbar ist. Die beiden anderen Kabel 3B, 3C weisen gegenüber dem erstgenannten Kabel 3A einen größeren Querschnitt auf, insbesondere zur Übertragung von großen elektrischen Leistungen, z.B. mittels Gleichstrom. In einem dieser beiden Kabel 3B istferner ein Schutzleiter 13A geführt. Alternativ ist der Schutzleiter 13A in einem der beiden anderen Kabel 3A, 3C oder separat geführt.
Mehrere der Kabel 3B, 3C (konkret die beiden Kabel 3B, 3C mit größerem Querschnitt) sind mittels eines am Gehäuse 12 befestigten Kontakthalters 1 1 gehalten.
Der Steckverbinder 1 umfasst ferner einen zweiten Schutzleiter 13B. Dieser ist an einen durch einen entsprechenden Gegenkontakt 20 des Gegensteckers 2 kontaktierbaren Kontakt 16 angeschlossen.
Beide Schutzleiter 13A, 13B sind an einer Steckleiste 1 10A des Kontakthalters 1 1 eingesteckt und elektrisch leitend miteinander verbunden, wie nachfolgend noch näher erläutert werden wird. Ebenfalls an der Steckleiste 1 10A eingesteckt und mit den Schutzleitern 13A, 13B elektrisch leitend verbunden sind mehrere, konkret vier Schirmleiter 14, von denen in Fig. 1 einer dargestellt ist. Jeder der Schirmleiter 14 ist z.B. als Geflecht ausgebildet und umgibt einen oder mehrere Leiter innerhalb eines der Kabel 3A-3C.
Die Steckleiste 1 10A ist zwischen oberen und unteren Kontakten 16 des Steckverbinders
I angeordnet. Vorliegend sind mit den oberen Kontakten 16 das Kabel 3A und mit den unteren Kontakten 16 die Kabel 3B, 3C (mit dem größeren Leiterquerschnitt) elektrisch verbunden.
Fig. 2 zeigt den Kontakthalter 1 1 , ein elektrisches Verbindungselement 10A in Form einer Messerleiste und mehrere Kontaktklemmen 15.
Der Kontakthalter 1 1 umfasst die bereits erwähnte Steckleistel 10A, mehrere, hier zwei, Halterungen 1 1 1 A f ü r jeweils ein Kabel 3B, 3C und mehrere Befestigungsstellen 1 12. Der Kontakthalter 1 1 ist vorliegend einstückig ausgebildet. Beispielsweise ist der Kontakthalter
I I aus einem Kunststoff hergestellt, insbesondere als einstückiges Kunststoffteil. Die Steckleiste 1 10A bildet mehrere Aufnahmen 1 14 auf. Zwischen jeweils benachbarten Aufnahmen 1 14 ist ein Schlitz ausgebildet, sodass das elektrische Verbindungselement 10A derart in die Steckleiste 1 10A einsteckbar (und gemäß Fig. 1 eingesteckt) ist, dass es sich durch sämtliche der Aufnahmen 1 14 erstreckt. Rastelemente 1 15 an der Steckleiste 1 10A sind dazu ausgebildet, das in der Steckleiste 1 10A aufgenommene elektrische Verbindungselement 10A festzuhalten. Die Steckleiste 1 10A ist so ausgebildet und angeordnet, dass das elektrische Verbindungselement 10A von jedem der Kontakte 16 beabstandet ist.
Das in Fig. 2 gezeigte und in Fig. 3 separat dargestellte elektrische Verbindungselement 10A weist einen Leistenabschnitt 101 auf. In dem Leistenabschnitt 101 sind mehrere Klemmschlitze 104 ausgebildet, welche mit entsprechenden Gegenstücken an der Steckleiste 1 10A in Eingriff bringbar sind, um das elektrische Verbindungselement 10A (gemeinsam mit den Rastelementen 105 und den Schlitzen zwischen den Aufnahmen 104) formschlüssig an der Steckleiste 1 10A zu halten. Hierzu ist das elektrische Verbindungselement 10A von derjenigen Seite der Steckleiste 1 10A in die Steckleiste 1 10A einsteckbar oder eingesteckt, die im montierten Zustand von einer Wand des Gehäuses 12 abgewandt ist.
Das elektrische Verbindungselement 10A umfasst ferner mehrere elektrische Verbindungsstellen 100, im vorliegenden Beispiel sechs elektrische Verbindungsstellen 100. Die Verbindungsstellen 100 sind gemäß Fig. 2 und 3 jeweils in Form einer Flachzunge ausgebildet. Die elektrischen Verbindungsstellen 100 sind voneinander beabstandet. Konkret ist zwischen jeweils zwei benachbarten Verbindungselementen 100 eine Lücke ausgebildet. Über den Leistenabschnitt 101 sind die Verbindungsstellen 100 miteinander elektrisch verbunden. Vorliegend sind die elektrischen Verbindungsstellen 100 entlang einer Geraden nebeneinander angeordnet.
Die Kontaktklemmen 15 sind jeweils in eine Aufnahme 1 14 einsteckbar und dabei auf eine in der Aufnahme 1 14 angeordnete Flachzunge aufsteckbar, um einen elektrischen Kontakt herzustellen. Rastelemente 1 13 an den Aufnahmen 1 14 sind dazu ausgebildet, mit den Kontaktklemmen 15 zu verrasten, um die Kontaktklemmen 15 sicher in der jeweiligen Aufnahme 1 14 zu halten.
Das elektrische Verbindungselement 10A gemäß Fig. 2 und 3 ist aus Blech (konkret Metallblech) hergestellt. Das elektrische Verbindungselement 10A ist flach ausgebildet. Es erstreckt sich in einer Ebene (und senkrecht zu dieser Ebene nur durch seine Materialstärke). Das elektrische Verbindungselement 10A ist einstückig ausgebildet. Das elektrische Verbindungselement 10A ist somit besonders einfach herstellbar.
Bei dem Steckverbinder 1 gemäß Fig. 1 sind somit mehrere Schutzleiter 13A, 13B und mehrere Schirmleiter 14 in besonders einfacher Weise sicher elektrisch miteinander verbindbar. Dabei wird zudem nur besonders wenig Bauraum benötigt. Der Kontakthalter 1 1 ist an den Befestigungsstellen 1 12 am Gehäuse 12 befestigt, z.B. mittels Schrauben.
Bei einem Verfahren zur Herstellung des Steckverbinders 1 wird das Gehäuse 12 bereitgestellt. Das elektrische Verbindungselement 10A wird im Gehäuse 12 angeordnet, vorliegend, indem es in die Steckleiste 110A eingesteckt wird (entsprechend dem in Fig. 2 gezeigten Pfeil). Der Kontakthalter 1 1 wird (vorher oder nachher) mit dem Gehäuse 12 verbunden, z.B. verschraubt. Die Schutzleiter 13A, 13B und die Schirmleiter 14 der Kabel 3A-3C und des Kontakts 16 des einen Schutzleiters 13B werden jeweils an einer der Verbindungsstellen 100 elektrisch angeschlossen. Hierzu wird z.B. jeweils ein Ende eines Schutzleiters 13A, 13B oder Schirmleiters 14 an einer Kontaktklemme 15 befestigt und die Kontaktklemmen 15 werden in die jeweiligen Aufnahmen 1 14 der Steckleiste 110A eingesteckt (siehe die entsprechenden Pfeile in Fig. 2). Dabei kontaktieren die Kontaktklemmen 15 die jeweils in den Aufnahmen 114 angeordneten Verbindungsstellen 100.
Fig. 4 zeigt einen Kontakthalter 1 1 mit einer gegenüber dem Kontakthalter 1 1 gemäß Fig. 1 und 2 abgewandelten Steckleiste 1 10B. Im Übrigen stimmt der Kontakthalter 1 1 gemäß Fig. 4 mit dem Kontakthalter 1 1 gemäß Fig. 1 und 2 überein. Der Steckverbinder 1 gemäß Fig. 1 kann alternativ den Kontakthalter 1 1 gemäß Fig. 4 umfassen.
Ein elektrisches Verbindungselement 10B (separat in Fig. 5 gezeigt), weist mehrere von einem Leistenabschnitt 101 abstehende elektrische Verbindungsstellen 100 in Form jeweils einer Flachzunge auf.
Das elektrische Verbindungselement 10B weist ferner einen Anlageabschnitt 107 auf, welcher sich senkrecht zum Leistenabschnitt 101 erstreckt. Im Anlageabschnitt 107 sind (zwei) Positioniereinrichtungen 102 ausgebildet, vorliegend jeweils in Form einer Öffnung.
Im montierten Zustand sind die Verbindungsstellen 100 von derjenigen Seite der Steckleiste 11 OB in die Aufnahmen 1 14 eingesteckt, die dem Gehäuse 12 zugewandt ist. Der Anlageabschnitt 107 ist im montierten Zustand zwischen dem Kontakthalter 11 und dem Gehäuse 12 angeordnet. Vorliegend steht der Anlageabschnitt 107 im montierten Zustand mit dem Kontakthalter 1 1 und dem Gehäuse 12 in Anlage. Die Positioniereinrichtungen 102 sind derart angeordnet, dass sie auf jeweils eine Befestigungsstelle 1 12 des Kontakthalters 1 1 ausgerichtet sind, sodass sich z.B. eine Schraube durch eine Befestigungsstelle 1 12 und eine Positioniereinrichtung 102 hindurch erstrecken kann. Dies ermöglicht eine besonders einfache Montage und sichere Halterung des elektrischen Verbindungselements 10B.
Fig. 6 zeigt ein Schweißstellenelement 105A, welches optional zwischen dem Anlageabschnitt 107 des elektrischen Verbindungselements 10B gemäß Fig. 4 und 5 und dem Kontakthalter 1 1 oder zwischen dem Gehäuse 12 und dem Anlageabschnitt 107 anordenbar ist. Das Schweißstellenelement 105A stellt einen Teil des elektrischen Verbindungselements 10B dar, welches dann zweiteilig ausgebildet ist. Positioniereinrichtungen 106 des Schweißstellenelements 105A sind so angeordnet, dass sie auf die Positioniereinrichtungen 102 des elektrischen Verbindungselements 10B hin ausgerichtet sind. Alternativ können die Verbindungsstellen 100 direkt an einem Leistenabschnitt des Schweißstellenelements 105A ausgebildet sein (in Fig. 6 gestrichelt dargestellt), sodass ein einteiliges elektrisches Verbindungselement vorliegt und optional das elektrische Verbindungselement 10B gemäß Fig. 4 und 5 ersetzt.
Das Schweißstellenelement 105A umfasst eine Schweißstelle 103, welche dazu ausgebildet ist, mit einem Kabel verschweißt oder verlötet zu werden. Hierzu weist die Schweißstelle 103 z.B. eine größere Oberfläche auf als jede einzelne der Verbindungsstellen 100. Die Schweißstelle 103 wird durch einen (vorliegend mehrfach) umgebogenen Materialstreifen gebildet.
Fig. 7 zeigt ein alternativ ausgebildetes Schweißstellenelement 105B für den Steckverbinder 1 mit dem elektrischen Verbindungselement 10B gemäß Fig. 4 und 5. Dieses Schweißstellenelement 105B weist zwei Schweißstellen 103 auf. Die Schweißstellen 103 (und die dadurch bereitgestellten Schweißflächen) sind senkrecht zueinander ausgerichtet. Ferner sind die Schweißstellen 103 senkrecht zu einem Anlageabschnitt des Schweißstellenelements 105B ausgerichtet, welcher in Anlage mit dem Anlageabschnitt 107 des elektrischen Verbindungselements 10B am Steckverbinder 1 montierbar ist. Dabei fluchten Positioniereinrichtungen 106 des Schweißstellenelements 105B mit den Positioniereinrichtungen 102 des elektrischen Verbindungselements 10B. Optional sind das Schweißstellenelement 105B und das elektrische Verbindungselement 10B einstückig miteinander ausgebildet, z.B. indem die Schweißstellen 103 des Schweißstellenelements 105B am Anlageabschnitt 107 des elektrischen Verbindungselements 10B ausgebildet sind.
Bezugszeichenliste
1 Steckverbinder
10A, 10B elektrisches Verbindungselement (Messerleiste)
100 Verbindungsstelle (Flachzunge)
101 Leistenabschnitt
102 Positioniereinrichtung
103 Schweißstelle
104 Klemmschlitz
105A, 105B Schweißstellenelement
106 Positioniereinrichtung
107 Anlageabschnitt
1 1 Kontakthalter
110A, 1 10B Steckleiste
1 1 1 A, 1 1 1 B Halterung
1 12 Befestigungsstelle
113 Rastelement
114 Aufnahme
115 Rastelement
12 Gehäuse
13A, 13B Schutzleiter
14 Schirmleiter
15 Kontaktklemme
16 Kontakt
2 Gegensteckverbinder
20 Gegenkontakt
3A-3C Kabel
30 Leiter

Claims

Patentansprüche
1. Steckverbinder (1 ) zur elektrischen Verbindung mit einem Gegensteckverbinder (2), umfassend ein Gehäuse (12) und ein darin angeordnetes elektrisches Verbindungselement (10A, 10B) zum elektrischen Verbinden eines Schutzleiters (13A, 13B) mit einem Schirmleiter (14), dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Verbindungselement (10A, 10B) mehrere voneinander beabstandete und elektrisch miteinander verbundene Verbindungsstellen (100) aufweist und derart ausgebildet ist, dass zumindest ein Schutzleiter (13A, 13B) und mehrere Schirmleiter (14) an jeweils einer der Verbindungsstellen (100) elektrisch anschließbar oder angeschlossen sind.
2. Steckverbinder (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Verbindungselement (10A, 10B) in Form einer Blechleiste ausgebildet ist.
3. Steckverbinder (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Verbindungsstellen (100) des elektrischen Verbindungselements (10A, 10B) in Form einer Flachzunge ausgebildet ist.
4. Steckverbinder (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstellen (100) des elektrischen Verbindungselements (10A, 10B) entlang einer geraden Linie angeordnet sind.
5. Steckverbinder (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Verbindungselement (10A, 10B) einstückig ausgebildet ist.
6. Steckverbinder (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Schutzleiter (13A, 13B) an jeweils eine der
Verbindungsstellen (100) des elektrischen Verbindungselements (10A, 10B) elektrisch anschließbar sind.
7. Steckverbinder (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass genau vier Schirmleiter (14) an jeweils eine der
Verbindungsstellen (100) des elektrischen Verbindungselements (10A, 10B) elektrisch anschließbar sind.
8. Steckverbinder (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Kontakthalter (11 ) mit einer die Verbindungsstellen (100) des elektrischen Verbindungselements (10A, 10B) aufnehmenden Steckleiste (110).
9. Steckverbinder (1 ) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Verbindungselement (10A, 10B) am Kontakthalter (11 ) montiert ist.
10. Steckverbinder (1 ) nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Verbindungselement (10A, 10B) mittels des Kontakthalters (11 ) am Gehäuse (12) befestigt ist.
1 1. Steckverbinder (1 ) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontakthalter (11 ) einstückig ausgebildet ist.
12. Steckverbinder (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Verbindungselement (10A, 10B) zwei Positioniereinrichtungen (102) zur Positionierung am Gehäuse (12) des Steckverbinders (1 ) aufweist.
13. Steckverbinder (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Verbindungselement (10A, 10B) eine Schweißstelle (103) aufweist, die dazu ausgebildet ist, mit einem Kabel verschweißt zu werden.
14. Steckverbinder (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckverbinder (1 ) als Ladestecker oder Ladebuchse für ein Elektrofahrzeug ausgebildet ist.
15. Steckverbinderanordnung mit mindestens einem Kabel (3A-3C), gekennzeichnet durch einen Steckverbinder (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei mehrere Schirmleiter (14) des zumindest einen Kabels (3A-3C) und zumindest ein Schutzleiter (13A, 13B) an jeweils eine der Verbindungsstellen (100) des elektrischen Verbindungselements (10A, 10B) elektrisch angeschlossen sind.
16. Steckverbinderanordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Schirmleiter (14) von allen mit dem Steckverbinder (1 ) fest verbundenen Kabeln (3A-3C) an jeweils eine der Verbindungsstellen (100) des elektrischen Verbindungselements (10A, 10B) elektrisch angeschlossen sind.
17. Verfahren zur Herstellung eines Steckverbinders (1 ) zur elektrischen Verbindung mit einem Gegensteckverbinder (2), mit folgenden Schritten:
Bereitstellen eines Gehäuses (12);
Anordnen eines elektrischen Verbindungselements (10A, 10B) im Gehäuse (12), wobei das elektrische Verbindungselement (10A, 10B) mehrere voneinander beabstandete und elektrisch miteinander verbundene Verbindungsstellen (100) aufweist;
elektrisches Anschließen zumindest eines Schutzleiters (13A, 13B) und mehrerer Schirmleiter (14) an jeweils eine der Verbindungsstellen (100).
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