EP2681807B1 - Hochstromsteckverbinder mit ringfederkontaktierung - Google Patents

Hochstromsteckverbinder mit ringfederkontaktierung Download PDF

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EP2681807B1
EP2681807B1 EP11805426.1A EP11805426A EP2681807B1 EP 2681807 B1 EP2681807 B1 EP 2681807B1 EP 11805426 A EP11805426 A EP 11805426A EP 2681807 B1 EP2681807 B1 EP 2681807B1
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EP
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contact
mounting rail
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annular helical
helical spring
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Willem Blakborn
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Rosenberger Hochfrequenztechnik GmbH and Co KG
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    • H01R2201/00—Connectors or connections adapted for particular applications
    • H01R2201/26—Connectors or connections adapted for particular applications for vehicles

Definitions

  • the invention relates to a high current connector for transmitting electrical currents according to the preamble of claim 1.
  • Such high-current connectors which are used for transmitting in particular high electric currents, for example, with a current of 100-400 A or more, find u. a. in motor vehicles with electric drive or hybrid drive application.
  • the high-current connector has a housing into which a contact blade can be inserted as a mating connector. Both the housing and the contact blade are made of an electrically conductive material and connected to a corresponding cable for conducting electrical power.
  • the pamphlets US 2006/270277 A1 and US 2010/216354 U1 respectively describe connectors for transmitting electrical currents with a receptacle with annular contact elements in the form of springs.
  • the invention is therefore based on the object, the high-current connector of the generic type to eliminate the disadvantages described in such a way that in each operating condition a reliable electrical contact is achieved.
  • the high-current connector according to the invention is configured such that the contact element, which is arranged and formed in the housing such that it makes an electrical contact with contact surface and contact pressure between the housing and the mating connector inserted therein, has at least one annular coil spring.
  • This coil spring is used according to the invention in a U-shaped groove which is formed in an arranged in the housing, electrically conductive support rail and receives the coil spring such that it forms two parallel main leg for contacting receiving the mating connector.
  • the mounting rail which preferably consists of copper. This additionally improves the electrical contact between mating connector and mounting rail or housing.
  • a support rail 1 is provided for the high-current connector, which consists of electrically conductive material, such as copper and in a housing, not shown, also consisting of electrically conductive material, is arranged.
  • the mounting rail 1 has a kabei discoveredes end 2 for electrical and mechanical connection to an electric power cable, not shown.
  • a sword-shaped mating connector 4 made of electrically conductive material.
  • three coil springs 5 are provided, which, as from FIG. 2 seen, have the form of spring washers and their turns 6 are angled.
  • the coil springs 5 are respectively inserted into U-shaped grooves 7, which are formed in the contact point 3 and have such a clear width that the screw ring springs 5, when they are inserted into the U-shaped grooves 7 of the contacting 3, respectively form two parallel main leg for contacting receiving the mating connector 4 and this mating connector 4 with sufficient contact pressure record how out FIG. 8 seen.
  • This highly effective contact between the mating connector 4 and the screw ring springs 5 is quite significantly supported by the fact that the screw ring springs 5, as set forth, have obliquely angled extending turns 6.

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

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Hochstromsteckverbinder zum Übertragen von elektrischen Strömen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Derartige Hochstromsteckverbinder, die zum Übertragen von insbesondere hohen elektrischen Strömen, beispielsweise mit einer Stromstärke von 100-400 A oder mehr, dienen, finden u. a. in Kraftfahrzeugen mit Elektroantrieb oder Hybridantrieb Anwendung. Hierbei weist der Hochstromsteckverbinder ein Gehäuse auf, in den ein Kontaktschwert als Gegensteckverbinder einsteckbar ist. Sowohl das Gehäuse als auch das Kontaktschwert sind aus einem elektrisch leitfähigen Werkstoff gefertigt und mit einem entsprechenden Kabel zum Leiten von elektrischem Strom verbunden.
  • Bei derartigen Hochstromsteckverbindern besteht nun die Anforderung, dass bei niedrigem Bauraumbedarf eine zuverlässige elektrische Kontaktierung zwischen dem Gehäuse und dem Gegensteckverbinder erzielt wird, wobei diese Kontaktierung gewährleisten soll, dass auch bei hoher Belastung mit mechanischen Vibrationen hohe elektrische Ströme funktionssicher übertragen werden, ohne dass dabei die Kontaktstellen einem nennenswerten Verschleiß, beispielsweise durch Abrieb, unterworfen sind.
  • Dieses Erfordernis ist bei den bisher bekannten Hochstromsteckverbindern noch nicht in befriedigender Weise erfüllt, was insbesondere auf die unzureichende elektrische Kontaktierung zurückzuführen ist.
  • Die Druckschrift US 2004/224572 A1 offenbart einen Hochstromsteckverbinder zum Übertragen von elektrischen Strömen mit einem Steckverbinder und einem Gegensteckverbinder und mit einem Kontaktelement in Form einer Feder.
  • Die Druckschriften US 2006/270277 A1 und US 2010/216354 U1 beschreiben jeweils Steckverbinder zum Übertragen von elektrischen Strömen mit einer Aufnahme mit ringförmigen Kontaktelementen in Form von Federn.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, den Hochstromsteckverbinder der gattungsgemäßen Art zur Beseitigung der geschilderten Nachteile derart auszugestalten, dass in jedem Betriebszustand eine zuverlässige elektrische Kontaktierung erzielt wird.
  • Die Merkmale der zur Lösung dieser Aufgabe geschaffenen Erfindung ergeben sich aus Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen hierzu sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.
  • Der Hochstromsteckverbinder gemäß der Erfindung ist derart ausgestaltet, dass das Kontaktelement, das in dem Gehäuse derart angeordnet und ausgebildet ist, dass es einen elektrischen Kontakt mit Kontaktfläche und Kontaktdruck zwischen dem Gehäuse und dem hierin eingesteckten Gegensteckverbinder herstellt, wenigstens eine ringförmige Schraubenfeder aufweist.
  • Diese Schraubenringfeder ist erfindungsgemäß in eine U-förmige Rille eingesetzt, die in einer im Gehäuse angeordneten, elektrisch leitenden Halterungsschiene ausgebildet ist und die Schraubenfeder derart aufnimmt, dass diese zwei parallel verlaufende Hauptschenkel zur kontaktierenden Aufnahme des Gegensteckverbinders bildet.
  • Hierdurch ergibt sich der entscheidende Vorteil, dass bei besonders niedrigem Bauraumbedarf eine zuverlässige elektrische Kontaktierung zwischen dem Gehäuse und dem Gegensteckverbinder zur Verfügung steht, welche auch bei hoher Belastung mit mechanischer Vibrationen funktionssicher hohe elektrische Ströme überträgt, ohne dass dabei die Kontaktstellen einem nennenswerten Verschleiß, beispielsweise durch Abrieb, unterworfen sind.
  • In Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass in der Halterungsschiene, die bevorzugt aus Kupfer besteht, drei hintereinander angeordnete Schraubenringfedern vorgesehen sind. Dies verbessert in zusätzlicher Weise die elektrische Kontaktierung zwischen Gegensteckverbinder und Halterungsschiene bzw. Gehäuse.
  • Weitere Vorteile ergeben sich, wenn die Schraubenringfedern schräggewinkelte Windungen aufweisen. Hierdurch wird der vorteilhafte Effekt erzielt, dass sich ein besonders hoher Kontaktdruck zwischen dem Gegensteckverbinder und der Halterungsschiene ergibt.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert.
  • Hierbei zeigen:
    • Figur 1
    perspektivisch die zur Anordnung in einem Gehäuse des Hochstromsteckverbinders vorgesehene elektrisch leitende Halterungsschiene mit hierin eingesetzten drei Schraubenringfedern und einem Gegensteckverbinder beim Einsteckvorgang;
    Figur 2
    perspektivisch drei Schraubenringfedern kurz vor dem Einsetzen in U-förmige Rillen der Halterungsschiene;
    Figur 3
    perspektivisch vergrößert die in die Rillen der Halterungsschiene eingesetzten Schraubenringfedern;
    Figur 4
    perspektivisch vergrößert den Gegensteckverbinder kurz vor dem Einstecken in die parallel verlaufenden Hauptschenkel der Schraubenringfedern;
    Figur 5
    in Draufsicht die in die Rillen der Halterungsschiene eingelegten Schraubenfedern mit dem Gegensteckverbinder kurz vor dem Einstecken; und
    Figur 6
    mit eingestecktem Gegensteckverbinder;
    Figur 7
    die in die Rillen der Halterungsschiene eingelegten Schraubenringfedern im Schnitt gemäß.Linie VII-VII nach Figur 3 und
    Figur 8
    mit eingestecktem Gegensteckverbinder.
  • Wie aus der Zeichnung, beispielsweise aus Figuren 1 und 2 ersichtlich, ist für den Hochstromsteckverbinder eine Halterungsschiene 1 vorgesehen, die aus elektrisch leitendem Material, beispielsweise Kupfer besteht und in einem nicht näher dargestellten Gehäuse, gleichfalls aus elektrisch leitendem Werkstoff bestehend, angeordnet ist. Die Halterungsschiene 1 weist ein kabeiseitiges Ende 2 zum elektrischen und mechanischen Verbinden mit einem nicht näher dargestellten elektrischen Stromkabel auf.
  • An dem dem kabelseitigen Ende 2 der Halterungsschiene 1 gegenüberliegenden Ende ist eine Kontaktierungsstelle 3 vorgesehen, die derart ausgebildet und angeordnet ist, dass sie einen schwertförmigen Gegensteckverbinder 4 aus elektrisch leitendem Werkstoff aufnimmt.
  • Als Kontaktelement zwischen der gehäuseseitigen Halterungsschiene 1 und dem Gegensteckverbinder 4 sind drei Schraubenfedern 5 vorgesehen, die, wie aus Figur 2 ersichtlich, die Form von Federringen aufweisen und deren Windungen 6 schräggewinkelt sind. Die Schraubenfedern 5 sind jeweils in U-förmige Rillen 7 eingelegt, die in der Kontaktierungsstelle 3 ausgebildet sind und eine solche lichte Weite aufweisen, dass die Schraubenringfedern 5 dann, wenn sie in die-U-förmigen Rillen 7 der Kontaktierungsstelle 3 eingelegt sind, jeweils zwei parallel verlaufende Hauptschenkel zur kontaktierenden Aufnahme des Gegensteckverbinders 4 bilden und diesen Gegensteckverbinder 4 auch mit ausreichendem Kontaktdruck aufnehmen, wie aus Figur 8 ersichtlich. Diese hochwirksame Kontaktierung zwischen dem Gegensteckverbinder 4 und den Schraubenringfedern 5 wird ganz wesentlich noch dadurch unterstützt, dass die Schraubenringfedern 5, wie dargelegt, schräggewinkelt verlaufende Windungen 6 aufweisen.
  • Hinsichtlich vorstehend nicht näher erläuterter Merkmale der Erfindung wird ausdrücklich auf die Ansprüche sowie die Zeichnungen verwiesen.'

Claims (3)

  1. Hochstromsteckverbinder zum Übertragen von elektrischen Strömen mit einer Halterungsschiene (1) aus elektrisch leitendem Werkstoff, welche zum mechanischen und elektrischen Verbinden mit einem Kabel ausgebildet ist und eine offene Seite zum Einstecken eines Gegensteckverbinders (4) aus einem elektrisch leitenden Werkstoff aufweist, und mit einem Kontaktelement, das in der Halterungsschiene (1) derart angeordnet und ausgebildet ist, dass es einen elektrischen Kontakt mit Kontaktfläche und Kontaktdruck zwischen der Halterungsschiene (1) und dem hierin eingesteckten Gegensteckverbinder (4) herstellt, wobei das Kontaktelement wenigstens eine ringförmige Schraubenfeder (5) aufweist,
    dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmige Schraubenfeder (5) in eine U-förmig verlaufende Rille (7) eingesetzt ist, die von einer U-förmigen Kontaktierungsstelle (3) der Halterungsschiene (1) ausgebildet ist und die ringförmige Schraubenfeder (5) derart aufnimmt, dass diese zwei parallel verlaufende Hauptschenkel zur kontaktierenden Aufnahme des Gegensteckverbinders (4) bildet.
  2. Hochstromsteckverbinder nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass in der Halterungsschiene (1) drei hintereinander angeordnete ringförmige Schraubenfedern (5) vorgesehen sind.
  3. Hochstromsteckverbinder nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmige Schraubenfeder(n) (5) schräggewinkelte Windungen (6) aufweist/aufweisen.
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