ES2841900T3 - Parte de conector enchufable con un dispositivo de supervisión de temperatura - Google Patents
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Abstract
Parte de conector (4) para conectar a una parte de conector enchufable antagonista (30, 31), a una parte de carcasa (40), un elemento de contacto eléctrico (403) dispuesto en la parte de carcasa (40) para establecer un contacto eléctrico con la parte de conector enchufable antagonista (30, 31) y un dispositivo de supervisión de temperatura (5) con un dispositivo sensor (56) para detectar un calentamiento en el elemento de contacto (403), caracterizada por que el dispositivo de supervisión de temperatura (5) tiene un elemento de soporte (50) que se extiende plano a lo largo de un plano (E) en el que está dispuesto el dispositivo sensor (56) y que tiene dos brazos de clip (501, 502) a través de los cuales se engancha el elemento de soporte (50) al elemento de contacto (403).
Description
DESCRIPCIÓN
Parte de conector enchufable con un dispositivo de supervisión de temperatura
La invención se refiere a una parte de conector enchufable para la conexión con una parte de conector enchufable antagonista de acuerdo con la reivindicación 1.
Una parte de conector enchufable de este tipo comprende una parte de carcasa, un elemento de contacto eléctrico dispuesto en la parte de carcasa para establecer un contacto eléctrico con la parte de conector enchufable antagonista y un dispositivo de supervisión de temperatura con un dispositivo sensor para detectar un calentamiento en el elemento de contacto.
En el caso de una parte de conector enchufable semejante se puede tratar de un conector o también una toma. Una parte de conector enchufable semejante se puede usar en particular en un dispositivo de carga para la transferencia de una corriente de carga. La parte del conector enchufable se puede diseñar en particular como un enchufe de carga o una toma de carga para cargar un vehículo de motor accionado por un motor eléctrico (también denominado vehículo eléctrico) y se puede usar en el lateral de una estación de carga, por ejemplo, como un enchufe de carga en un cable de carga, o en el lateral de un vehículo como una llamada entrada.
Los enchufes de carga o tomas de carga para la carga de vehículos eléctricos se pueden diseñar de modo que se puedan transferir grandes corrientes de carga. Ya que la disipación de potencia térmica crece al cuadrado con la corriente de carga y también se estipula que un aumento de temperatura en una parte de conector enchufable no debe exceder los 50 K., en tales enchufes de carga o tomas de carga se requiere que se proporcione una supervisión de temperatura, a fin de reconocer de forma temprana un sobrecalentamiento en los componentes del enchufe de carga o de la toma de carga y provocar eventualmente una modificación de la corriente de carga o incluso una desconexión del dispositivo de carga.
En un enchufe de carga conocido por el documento EP 2605339 A1 un sensor de temperatura está dispuesto en un cuerpo aislante aproximadamente de forma centrada entre los elementos de contacto del enchufe de contacto. A través del sensor de temperatura se puede reconocer si en alguna parte en los elementos de contacto se produce un calentamiento excesivo, a fin de provocar igualmente una desconexión del proceso de carga.
En un enchufe de carga conocido por el documento GB 2489988 A están previstos varios sensores de temperatura, que transmiten los datos de temperatura a través de una línea. Se realiza una regulación de un proceso de carga en función de en qué rango de temperaturas se sitúan las temperaturas registradas en los sensores de temperatura.
Por el documento US 6.210.036 B1 se conoce un conector enchufable, en el que están encadenados en serie entre sí varios sensores de temperatura a través de una línea de un hilo. Los sensores de temperatura están dispuestos en un cuerpo aislante y con una temperatura predeterminada presentan una modificación de resistencia significativa, que es tan grande que un circuito de control conectado con la línea puede detectar la modificación y adaptar el flujo de corriente a través del enchufe de carga, eventualmente desconectarlo.
Por el documento US 8.325.454 B2 se conoce un enchufe, en el que a los contactos individuales se les asocian termistores, que están conexionados en paralelo entre sí y al sobrepasarse una temperatura umbral conectan de forma conductora un tiristor, a fin de desconectar de esta manera un flujo de corriente a través de los contactos.
En los enchufes de carga conocidos por el estado de la técnica, sensores de temperatura están incrustados en particular en un cuerpo aislante. Esto se requiere para aislar eléctricamente los sensores de temperatura de los elementos de contacto, en los que se puede producir un calentamiento. Pero esto conlleva simultáneamente la desventaja de que una modificación de temperatura en uno de los elementos de contacto se transfiere de forma retardada temporalmente a través del cuerpo aislante y por consiguiente se percibe con retardo temporal en los sensores de temperatura. En particular, en el caso de conceptos que deben posibilitar una desconexión rápida de un circuito de carga en caso de fallo, por ello son inapropiadas eventualmente las disposiciones de este tipo de sensores de temperatura.
Existe una necesidad de un dispositivo de supervisión de temperatura, que se pueda construir de forma sencilla y económica y posibilite una supervisión de temperatura en los elementos de contacto con un comportamiento de respuesta rápido para un inicio rápido de contramedidas, por ejemplo, una desconexión rápida de una corriente de carga.
En una parte de conector enchufable conocida por el documento DE 102015 106251 A1, los elementos de contacto están dispuestos en aberturas en una placa de circuito impreso. Se proporcionan uno o más dispositivos sensores en la placa de circuito impreso, que sirven para detectar un calentamiento en uno o más elementos de contacto.
Además, por el documento DE 11 2014 003014 T5 se conoce una conexión que tiene un cuerpo de conexión que tiene una parte de contacto, con la que se pone en contacto una conexión antagonista, y una parte de fijación de
sensor. Además, se proporciona un sensor de temperatura que se fija a la parte de fijación de sensor. La parte de fijación de sensor tiene una forma cilíndrica en la que se inserta el sensor de temperatura, con lo que el sensor de temperatura tiene una parte de bloqueo y se permite insertarlo en la parte de fijación de sensor deformando elásticamente la parte de fijación de sensor. En una posición de conexión de inserción, la parte de bloqueo se bloquea con la parte de fijación de sensor.
El objetivo de la presente invención es proporcionar una parte de conector enchufable, que posibilite de manera sencilla y económica una supervisión de temperatura con comportamiento de respuesta rápido y estructura sencilla.
Este objetivo se consigue mediante un objeto con las características de la reivindicación 1.
Por lo tanto, el dispositivo de supervisión de temperatura tiene un elemento de soporte que se extiende plano a lo largo de un plano, en el que está dispuesto el dispositivo sensor y que tiene dos brazos de clip a través de los cuales el elemento de soporte se engancha a elemento de contacto.
El elemento de soporte puede estar configurado, por ejemplo, como una placa de circuito impreso que, por ejemplo, porta pistas conductoras eléctricas sobre un cuerpo de soporte de material aislante eléctrico. Sin embargo, de forma alternativa, el elemento de soporte también puede implementarse mediante una denominada placa de circuito impreso de núcleo metálico.
El hecho de que el elemento de soporte se enganche al elemento de contacto da como resultado una instalación particularmente sencilla del dispositivo de supervisión de temperatura en un elemento de contacto asociado. Se puede asignar un dispositivo de supervisión de temperatura separado a cada elemento de contacto de la parte de conector enchufable, con lo que el dispositivo de supervisión de temperatura se engancha al elemento de contacto asociado respectivamente a través de sus brazos de clip para el montaje y, por lo tanto, se fija al elemento de contacto.
Los brazos de clip se forman, preferentemente, en una sola pieza con el elemento de soporte. De este modo, los brazos de clip se moldean sobre el elemento de soporte y son suficientemente elásticos para que el elemento de soporte se pueda insertar en el elemento de contacto asociado y se mantenga en la posición de montaje en el elemento de contacto.
El elemento de soporte está conformado simétricamente, por ejemplo, con un eje de simetría situado en el plano a lo largo del cual se extiende el elemento de soporte.
Los brazos de clip forman, preferentemente, una abertura entre ellos que tiene una región de borde que se extiende a lo largo de un arco de círculo y rodea el elemento de contacto. Debido a que el elemento de contacto se extiende a través de la abertura del elemento de soporte formada entre los brazos de clip y está en contacto con la región de borde de la abertura, el elemento de contacto está en contacto plano con el elemento de soporte y, por lo tanto, está acoplado térmicamente al elemento de soporte, de modo que el dispositivo sensor dispuesto en el elemento de soporte puede detectar un calentamiento en el elemento de contacto.
Debido a que un dispositivo sensor puede estar dispuesto espacialmente cerca de un elemento de contacto asociado, el dispositivo sensor puede detectar un calentamiento en el elemento de contacto sin una gran latencia temporal, es decir, con una respuesta rápida, de modo que la información sobre el calentamiento se pueda evaluar rápidamente para tomar una contramedida adecuada, por ejemplo, iniciar un apagado de una corriente de carga transferida.
Ventajosamente, el elemento de contacto se extiende perpendicularmente a través de la abertura del elemento de soporte formada entre los brazos de clip. El elemento de soporte se extiende plano en el plano que le ha sido asignado, mientras que el elemento de contacto es perpendicular a este plano.
En un modo de realización ventajoso, la región de borde de la abertura está cubierta al menos parcialmente por una capa de metalización. Por tanto, la región de borde está metalizada con un material metálico (altamente conductor térmico) (por ejemplo, cobre) y está en contacto plano con el elemento de contacto al que está unido el elemento de soporte a través de la capa de metalización, de modo que el dispositivo de supervisión de temperatura se acopla térmicamente al elemento de contacto.
El dispositivo sensor del dispositivo de supervisión de temperatura está dispuesto, preferentemente, a una distancia suficiente del elemento de contacto en el elemento de soporte para que el dispositivo sensor esté aislado eléctricamente del elemento de contacto (mientras se mantengan el espacio libre y la distancia de fuga requeridos para el aislamiento). Para permitir una detección de calentamiento en el elemento de contacto sin ningún retraso significativo, el elemento de soporte tiene, preferentemente, una capa (metálica) conductora de calor, por ejemplo, una capa de cobre, que está en contacto con la capa de metalización en la región de borde. La capa conductora de calor puede, por ejemplo, estar incrustada en el cuerpo de base y extenderse hasta el dispositivo sensor, preferentemente hasta debajo del dispositivo sensor, dentro del elemento de soporte. Cuando se calienta el elemento de contacto, la capa conductora de calor también se calienta debido a que el elemento de contacto descansa contra la capa de metalización en la región de borde y la conexión de la capa conductora de calor a la capa de metalización.
Dado que el dispositivo sensor puede disponerse muy cerca de la capa conductora de calor, con aislamiento eléctrico a través del cuerpo base, el dispositivo sensor puede detectar directamente un calentamiento de la capa conductora de calor y detectar así un calentamiento en el elemento de contacto.
En un modo de realización, se dispone una primera capa conductora de calor sobre una superficie del cuerpo base, y una segunda capa conductora de calor está incrustada en el cuerpo base. La primera capa conductora de calor y la segunda capa conductora de calor, cada una de las cuales está formada, preferentemente, a partir de un material metálico altamente conductor de calor, por ejemplo cobre, se conectan, preferentemente, térmicamente entre sí mediante las denominadas vías de calor, de modo que haya un acoplamiento térmico entre las capas conductoras de calor y las capas conductoras de calor que están en contacto con la capa de metalización en la región de borde de la abertura, por lo que se calientan uniformemente.
Mientras que la primera capa conductora de calor en la superficie del elemento de soporte, sobre la cual también está dispuesto el dispositivo sensor, está separada del dispositivo sensor y por encima de ella está aislada eléctricamente del dispositivo sensor, la segunda capa conductora de calor dentro del cuerpo base se extiende, preferentemente, por debajo del dispositivo sensor y está aislada eléctricamente del dispositivo sensor a través del cuerpo base. Por tanto, el calor es conducido al dispositivo sensor a través de la segunda capa conductora de calor y puede ser detectado en el dispositivo sensor.
Un elemento de soporte con diferentes capas (metálicas) conductoras de calor se implementa, por ejemplo, mediante una placa de circuito impreso en la que el cuerpo de base está hecho de un material aislante, por ejemplo, FR4.
En un modo de realización alternativo, el elemento de soporte se puede implementar mediante lo que se conoce como una placa de circuito impreso de núcleo metálico, que tiene un núcleo metálico, por ejemplo, de aluminio, y al menos una capa eléctricamente aislante que recubre total o parcialmente el núcleo metálico. En este caso, el núcleo metálico de la placa de circuito impreso de núcleo metálico está en contacto eléctrico y térmico con el elemento de contacto al que está unido el dispositivo de supervisión de temperatura. El dispositivo sensor está aislado eléctricamente del núcleo metálico a través de una capa aislante, pero está dispuesto en estrecha relación espacial con el núcleo metálico, de modo que un calentamiento en el elemento de contacto se transmite por conducción a través del núcleo metálico al dispositivo sensor y se puede detectar en el dispositivo sensor.
Un diseño de una placa de circuito impreso de núcleo metálico se conoce, por ejemplo, por el documento DE 3935680 A1.
Los brazos de clip, a través de los cuales se fija el dispositivo de supervisión de temperatura al elemento de contacto asociado, son lo suficientemente elásticos como para que el dispositivo de supervisión de temperatura se pueda enganchar en el elemento de contacto asociado, con una sujeción segura en la posición de enchufe. Para mejorar la elasticidad de los brazos de clip y, en particular, para reducir el riesgo de rotura de los brazos de clip cuando se enchufan repetidamente, se puede prever al menos una escotadura de alivio en el elemento de soporte, que debilita localmente el elemento de soporte de modo que los brazos de clip se deforman elásticamente en una extensión suficiente y la abertura formada entre los brazos de clip se puede ensanchar elásticamente cuando se conecta.
La escotadura de alivio se puede formar, por ejemplo, dentro del elemento de soporte. Sin embargo, la escotadura de alivio también puede comenzar desde la abertura formada entre los brazos de clip y extenderse desde la abertura al elemento de soporte. La escotadura de alivio se puede realizar, por ejemplo, mediante fresado y se extiende, perpendicularmente al plano a lo largo del cual se extiende el elemento de soporte, a través del elemento de soporte.
En un modo de realización, la parte de conexión tiene un portacontactos en el que se sujetan uno o más elementos de contacto y que se fija a la parte de carcasa. A través del portacontactos con los elementos de contacto dispuestos en él, se crea un conjunto premontado que puede disponerse y fijarse a la parte de carcasa de la parte de conector enchufable. En este caso, un dispositivo de supervisión de temperatura está dispuesto en al menos un elemento de contacto, preferentemente aquellos elementos de contacto que sirven como contactos de potencia para transmitir grandes corrientes (de carga), y se mantiene en el portacontactos a través de este.
Preferentemente, el dispositivo de supervisión de temperatura se engancha sobre el elemento de contacto asociado a través de los brazos de clip del elemento de soporte, pero no unido adicionalmente firmemente al portacontactos o la parte de carcasa. Por tanto, el dispositivo de supervisión de temperatura solo se fija al elemento de contacto, pero no al portacontactos y a la parte de carcasa, de modo que una fuerza sobre el elemento de contacto, por ejemplo, cuando la parte de conector está enchufada en una parte de conector enchufable antagonista, no genera una carga en el dispositivo de supervisión de temperatura y, en particular, no genera ninguna tensión (notable). Las fuerzas entre el elemento de contacto y el portacontactos o la parte de carcasa se transmiten a través del elemento de soporte del dispositivo de supervisión de temperatura.
Para asegurar una sujeción segura del dispositivo de supervisión de temperatura en el elemento de contacto asociado, en particular cuando el elemento de contacto se calienta y, por lo tanto, en el elemento de soporte del dispositivo de supervisión de temperatura, el elemento de soporte del dispositivo de supervisión de temperatura puede apoyarse
elásticamente contra el portacontactos, por ejemplo, a través de un elemento de resorte. Por tanto, el elemento de soporte no se fija en el portacontactos, sino que se apoya elásticamente en el portacontactos y se pretensa sobre él de tal manera que el elemento de soporte se presiona en contacto con el elemento de contacto. Si, por ejemplo, se produce una deformación (leve) del elemento de soporte debido a un calentamiento del elemento de contacto y el elemento de soporte, el elemento de soporte se presiona en contacto con el elemento de contacto asociado a través del elemento de resorte de pretensado y, por lo tanto, está en contacto ventajoso con el elemento de contacto, de modo que se asegura el acoplamiento entre el elemento de contacto y el elemento de soporte y también una sujeción mecánica del elemento de soporte sobre el elemento de contacto.
En un modo de realización, el elemento de resorte está configurado como un resorte con patas y se apoya con una primera pata en el elemento de soporte y con una segunda pata en el portacontactos. A través de sus patas de resorte, el elemento de resorte provoca una fuerza de resorte de pretensado entre el portacontactos y el elemento de soporte en la dirección del elemento de contacto, preferentemente, en el plano en el que se extiende plano el elemento de soporte.
La parte de conector enchufable se puede usar, por ejemplo, como enchufe de carga o como toma de carga de un sistema de carga para cargar un vehículo eléctrico. Para ello, la parte de conector enchufable tiene elementos de contacto que sirven como contactos de carga para transmitir una corriente de carga, por ejemplo, en forma de corriente continua o en forma de corriente alterna. En estos contactos de carga se disponen, preferentemente, dispositivos de supervisión de temperatura, asignándose a cada elemento de contacto su propio dispositivo de supervisión de temperatura en un modo de realización ventajoso. El dispositivo sensor de cada dispositivo de supervisión de temperatura está conectado, por ejemplo, a un dispositivo de control, de modo que las señales registradas a través del dispositivo de supervisión de temperatura se pueden evaluar y usar para controlar una corriente de carga transmitida a través de los contactos de carga.
Los dispositivos sensores del tipo descrito en el presente documento se pueden configurar, por ejemplo, como sensores de temperatura, por ejemplo, en forma de resistencias dependientes de la temperatura. En el caso de dichos sensores de temperatura se puede tratar, por ejemplo, de resistencias con un coeficiente de temperatura positivo (denominadas resistencias PTC), cuyo valor de resistencia aumenta con temperatura creciente (también designado como conductores fríos, que con temperatura baja presentan una buena conductividad eléctrica y con temperaturas más elevadas una conductividad eléctrica reducida). Dichos sensores de temperatura pueden, por ejemplo, tener también una característica de temperatura no lineal y pueden estar hechos, por ejemplo, de un material cerámico (denominados termistores cerámicos).
Por ejemplo, también se pueden usar resistencias eléctricas con coeficientes de temperatura negativos (así denominadas resistencias NTC), como sensores de temperatura cuyo valor de resistencia baja con temperatura creciente.
De forma alternativa o, además, también se pueden usar sensores de temperatura formados por componentes semiconductores.
El planteamiento en el que se fundamenta la invención debe aclararse más detalladamente a continuación mediante los ejemplos de realización representados en las figuras. Muestran:
La Fig. 1 una representación esquemática de un vehículo eléctrico con un cable de carga y una estación de carga para la carga;
La Fig. 2 una vista de una parte de conector enchufable en forma de entrada en el lateral de un vehículo;
La Fig. 3 una vista de un conjunto de la parte de conector enchufable, que tiene un portacontactos con elementos de contacto dispuestos en el mismo;
La Fig. 4 una vista frontal del conjunto de acuerdo con la Fig. 3;
La Fig. 5 una vista lateral del conjunto;
La Fig. 6 una vista en planta del conjunto;
La Fig. 7A una vista del conjunto antes de que los elementos de contacto se unan al portacontactos;
La Fig. 7B una vista del conjunto con elementos de resorte unidos al portacontactos;
La Fig. 7C una vista del conjunto con elementos de contacto dispuestos en el portacontactos;
La Fig. 8 una vista separada de un elemento de contacto con un dispositivo de supervisión de temperatura asociado;
La Fig. 9 una vista frontal del elemento de contacto con el dispositivo de supervisión de temperatura unido;
La Fig. 10 una vista en perspectiva de la disposición de acuerdo con la Fig. 9;
La Fig. 11 una vista de un dispositivo de supervisión de temperatura con una primera capa conductora de calor dispuesta sobre una superficie de un elemento de soporte;
La Fig. 12 una vista de una segunda capa conductora de calor incrustada en un cuerpo base del elemento de soporte del dispositivo de supervisión de temperatura;
La Fig. 13 una representación en sección a lo largo de la línea V-V de acuerdo con la Fig. 11;
La Fig. 14 una vista de otro ejemplo de modo de realización de dos dispositivos de supervisión de temperatura;
La Fig. 15 una vista de otro ejemplo de modo de realización más de un dispositivo de supervisión de temperatura, con un elemento de soporte hecho de una placa de circuito impreso de núcleo metálico; y
La Fig. 16 una vista esquemática de la estructura de una placa de circuito impreso de núcleo metálico.
La Fig. 1 muestra en una vista esquemática un vehículo 1 en forma de un vehículo accionado por motor eléctrico (designado también como vehículo eléctrico). El vehículo eléctrico 1 dispone de baterías recargables eléctricamente, a través de las que se puede abastecer eléctricamente un motor eléctrico para el movimiento del vehículo 1.
Para cargar las baterías del vehículo 1, el vehículo 1 se puede conectar con una estación de carga 2 a través de un cable de carga 3. El cable de carga 3 se puede enchufar con un enchufe de carga 30 en un extremo en una parte de conector enchufable antagonista asociada 4 en forma de toma de carga del vehículo 1 y está, en su otro extremo a través de otro enchufe de carga 31, en conexión eléctrica con una parte de conector enchufable 4 en forma de toma de carga en la estación de carga 2. A través del cable de carta 3 se transmiten las corrientes de carga con intensidades de corriente comparablemente grandes hacia el vehículo 1.
En el caso de una parte de conector enchufable 4 en forma de entrada de vehículo representada en vista de conjunto en la Fig. 2, un portacontactos 41 representado en las Fig. 3 a 6 está dispuesto en una parte de carcasa 40. La parte de la carcasa 40 tiene secciones enchufables 400, 401, que pueden acoplarse a una parte de conector enchufable asociada, por ejemplo, un enchufe de carga, de manera enchufable.
Las secciones enchufables 400, 401 tienen varios elementos de contacto 402, 403 que se extienden axialmente, que definen una dirección de inserción. Al enchufar en conexión con la parte de conector enchufable antagonista asociada, los elementos de contacto 402, 403 contactan eléctricamente con los elementos de contacto antagonistas asociados de la parte de conector enchufable antagonista, de modo que se establece el contacto eléctrico entre la parte de conector enchufable 4 y la parte de conector enchufable antagonista y, por ejemplo, se pueden transmitir las corrientes de carga para un proceso de carga.
El portacontactos 41 mostrado en las Fig. 3 a 6 tiene puntos de fijación 410, 411 en los que los elementos de contacto 402, 403 deben fijarse y, cuando el portacontactos 41 está unido a la parte de carcasa 40, se sujetan con respecto a las secciones enchufables 400, 401. Los elementos de contacto 402 asignados a la sección enchufable superior 400, que implementan un contacto de puesta a tierra y contactos de señal, deben estar dispuestos en puntos de fijación superiores 410. Por el contrario, los elementos de contacto 403 asignados a la sección enchufable inferior 401 se fijan a puntos de fijación inferiores 411 y sirven como contactos de carga para transmitir una corriente de carga en forma de corriente continua.
Con el portacontactos 41 se crea un conjunto premontado, a través del cual se combinan los elementos de contacto 402, 403 y que se puede fijar como inserto de contacto a la parte de carcasa 40 de la parte de conector enchufable 4.
A cada uno de los elementos de contacto 403 que sirven como contactos de carga se les asigna un dispositivo de supervisión de temperatura 5, que sirve para detectar un calentamiento en el elemento de contacto asociado 403 y está unido al elemento de contacto 403 para ello. El dispositivo de supervisión de temperatura 5 tiene un elemento de soporte 50 en forma de placa de circuito impreso que se extiende plano a lo largo de un plano E, sobre el cual está dispuesto un dispositivo sensor y que se sujeta mecánicamente sobre el elemento de contacto asociado 403.
En el modo de realización ilustrado, a cada elemento de contacto 403 se le asigna su propio dispositivo de supervisión de temperatura 5. El dispositivo de supervisión de temperatura 5 está fijado con su elemento de soporte 50 en el elemento de contacto asociado 403, pero no, con la excepción de una precarga elástica a través de un elemento de resorte 42, en el portacontactos 41 y tampoco en la parte de carcasa 40, de modo que el dispositivo de supervisión de temperatura 5 no se encuentra en una línea de transmisión de potencia entre el elemento de contacto 403 y el portacontactos 41 y la parte de carcasa 40 y, por tanto, las fuerzas de carga que actúan sobre el elemento de contacto
403 o la parte de carcasa 40 no provocan una carga (significativa) sobre el dispositivo de supervisión de temperatura 5.
Cada dispositivo de supervisión de temperatura 5 está soportado elásticamente con respecto al portacontactos 41 a través de un elemento de resorte 42 y está presionado a través del elemento de resorte 42 dentro del plano E en la dirección del elemento de contacto 403 asociado respectivamente. El elemento de resorte 42 produce así una carga elástica en el elemento de soporte 50 del dispositivo de supervisión de temperatura 5, lo que provoca una sujeción mecánicamente segura del dispositivo de supervisión de temperatura 5 sobre el elemento de contacto asociado 403 con un acoplamiento térmico favorable.
Para montar los elementos de contacto 403 en el portacontactos 41, como se muestra en la secuencia de las Fig. 7A a 7C, los dispositivos de supervisión de temperatura 5 se unen primero a los elementos de contacto 403, y los elementos de resorte 42 se disponen en el portacontactos 41, como se puede ver en la transición de la Fig. 7A a la Fig. 7B. Entonces, como se muestra en la Fig. 7C, los elementos de contacto 403 con los dispositivos de supervisión de temperatura 5 dispuestos en ellos se disponen en los puntos de fijación 411 del portacontactos 41 y se fijan mecánicamente al portacontactos 41 a través de ellos.
Los elementos de resorte 42 están formados por resortes con patas, cada uno de los cuales está apoyado con una primera pata 420 sobre el elemento de soporte 50 del dispositivo de supervisión de temperatura 5 asociado y sostenido en el portacontactos 41 mediante una segunda pata 421. A través de las primeras patas de resorte 420, los elementos de resorte 42 actúan sobre las secciones de cabeza 500 en el lado superior de los elementos de soporte 50 de los dispositivos de supervisión de temperatura 5 y d e esta manera presionan los dispositivos de supervisión de temperatura 5 en la dirección de los elementos de contacto 403.
Las Fig. 8 a 10 muestran vistas separadas de un elemento de contacto 403 con un dispositivo de supervisión de temperatura 5 asociado. El dispositivo de supervisión de temperatura 5 tiene un elemento de soporte 50 que está formado por una placa de circuito impreso y en el que están formados dos brazos de clip 501, 502, que entre ellos forman una abertura 51 con una región de borde 510 en forma de arco de círculo. Para fijar el dispositivo de supervisión de temperatura 5 al elemento de contacto 403, el elemento de soporte 50 con los brazos de clip 501, 502 se inserta en una ranura de fijación circunferencial 404 del elemento de contacto 403, que es cilíndrico en su forma básica, de modo que el dispositivo de supervisión de temperatura 5 en la posición enchufada, como se puede ver en las Fig. 9 y 10 se sujeta sobre el elemento de contacto 403 a la manera de un clip mediante los brazos de clip 501, 502.
El elemento de soporte 50 tiene una escotadura de alivio 511 que parte de la abertura 51 y se extiende al interior del elemento de soporte 50. La escotadura de alivio 511 puede, por ejemplo, fresarse en el elemento de soporte 50 y se usa para ajustar la elasticidad de los brazos de clip 501, 502 de modo que, en la posición fijada, los brazos de clip 501, 502 rodeen el elemento de contacto 503 y se apoyen contra el elemento de contacto 403 de una manera elásticamente pretensada, de modo que, por un lado, se crea una sujeción mecánica firme y, por otro lado, un buen acoplamiento térmico entre el elemento de soporte 50 y el elemento de contacto 403.
El elemento de contacto 403 tiene otra ranura de fijación 405 que está desplazada axialmente de la ranura de fijación 404 y a través de la cual el elemento de contacto 403 debe estar dispuesto en el punto de fijación asociado 411 del portacontactos 41. Un eje cilíndrico 406, a través del cual una línea de carga eléctrica se puede conectar al elemento de contacto 403, se une axialmente a la ranura de fijación 405. En el otro extremo opuesto, el elemento de contacto 403 forma una sección de contacto 407 en forma de un casquillo de contacto formado por láminas de contacto, en el que se puede insertar una clavija de contacto asociada de una parte de conector enchufable antagonista.
El elemento de soporte 50 del dispositivo de supervisión de temperatura 5 está formado, en un modo de realización mostrado en las Fig. 11 a 13, por una placa de circuito impreso multicapa, en la cual la región de borde 510 de la abertura 51 está cubierta por una capa de metalización 52 y en la cual capas metálicas conductoras de calor (por ejemplo, capas de cobre) se extienden sobre una superficie 504 de un cuerpo base 503 y dentro del cuerpo base 503. Un dispositivo sensor 56 está dispuesto sobre la superficie 504 y sirve para detectar un calentamiento en el elemento de contacto 403 al que está unido el dispositivo de supervisión de temperatura 5.
Una primera capa conductora de calor 53, mostrada en la Fig. 11, se extiende en este ejemplo de modo de realización a lo largo de la superficie 504 del elemento de soporte 50. La capa conductora de calor 53 está conectada a la capa de metalización 52 y está separada una distancia A del dispositivo sensor 56 y está eléctricamente aislada del dispositivo sensor 56 por ella.
Como se representa en la Fig. 12 y se muestra en la Fig. 13, dentro del cuerpo base 503 se extiende una segunda capa conductora de calor 55, que está acoplada térmicamente a la primera capa conductora de calor 53 a través de una pluralidad de vías de calor 54 y también está conectada a la capa de metalización 52 en la región de borde 510 de la abertura 51. La segunda capa conductora de calor 55 se extiende por debajo del dispositivo sensor 56, pero está eléctricamente aislada del dispositivo sensor 56 por medio del cuerpo base 503 hecho de un material eléctricamente aislante (por ejemplo, FR4).
Si el elemento de contacto 403 asignado al dispositivo de supervisión de temperatura 5 se calienta, el calor generado
en el elemento de contacto 403 se absorbe directamente a través de la capa de metalización 52 y las capas conductoras de calor (metálicas) 53, 55 y conduce a un calentamiento uniforme de las capas conductoras de calor 53, 55 acopladas térmicamente entre sí, a través de las vías de calor 54. A través de la segunda capa conductora de calor 55 incrustada en el cuerpo base 503, el calor se transporta por debajo del dispositivo sensor 56 de modo que el calentamiento se puede detectar directamente en el dispositivo sensor 56 y, por tanto, el calentamiento en el elemento de contacto 403 se puede detectar sin una gran demora.
Por tanto, el dispositivo sensor 56 está aislado eléctricamente de forma fiable del elemento de contacto 403, en particular por medio de la distancia A de la primera capa conductora de calor 53 y por medio del cuerpo base 503 de la segunda capa conductora de calor 55. Además, sin embargo, el dispositivo sensor 56 está espacialmente tan cerca de la segunda capa conductora de calor 55 que el calentamiento en el elemento de contacto 403 y, en consecuencia, en la segunda capa conductora de calor 55 se puede registrar directamente.
El dispositivo sensor 56 está conectado a las secciones de metalización 560 en la superficie 504 del cuerpo base 503. En particular, las líneas (véase, por ejemplo, la Fig. 14) se pueden conectar al dispositivo sensor 56 a través de las secciones de metalización 560.
En el modo de realización del dispositivo de supervisión de temperatura 5 mostrado en las Fig. 11 a 13, la escotadura de alivio 511 está formada en el elemento de soporte 50 a partir de la abertura 51. En un modo de realización mostrado en la Fig. 14, por otro lado, en el interior de los elementos de soporte 50 de los dispositivos de supervisión de temperatura 5 están dispuestas escotaduras de alivio 511 y, por tanto, vistos a lo largo del plano E, están rodeados por el elemento de soporte 50, de modo que se produce un contorno cerrado alrededor de cada escotadura de alivio 511. Además, la Fig. 14 muestra una línea de conexión 57 en cada dispositivo de supervisión de temperatura 5, que está conectada al dispositivo sensor 56 para la transmisión de señales de sensor.
Por lo demás, el ejemplo de modo realización de acuerdo con la Fig. 14 es esencialmente igual funcionalmente al ejemplo de modo de realización de acuerdo con las Fig. 11 a 13, de modo que se debe remitir a lo expuesto anteriormente.
En un ejemplo de modo de realización mostrado en la figura 15, el elemento de soporte 50 del dispositivo de supervisión de temperatura 5 está formado por una denominada placa de circuito impreso de núcleo metálico, que comprende un núcleo metálico 58 hecho, por ejemplo, de aluminio, como se muestra esquemáticamente en la Fig. 16. El núcleo metálico 58 está cubierto total o parcialmente, por un lado o por ambos lados, por capas aislantes 580, 581, de modo que el núcleo metálico 58 está aislado eléctricamente, en particular de un dispositivo sensor 56 dispuesto en el elemento de soporte 50. Por medio de una capa eléctricamente conductora (metálica) 582, el dispositivo sensor 56 se puede conectar, por ejemplo, a líneas y mediante estas a un dispositivo de control.
En este ejemplo de modo de realización, el elemento de soporte 50 está en contacto directo y, por lo tanto, está acoplado térmicamente, con el elemento de contacto 403 a través del núcleo metálico 58. El calor se conduce directamente debajo del dispositivo sensor 56 a través del núcleo metálico 58 (altamente conductor del calor), de modo que puede detectarse un calentamiento en el dispositivo sensor 56 sin un gran retraso temporal.
Los brazos de clip 501, 502, en este ejemplo de modo de realización, están formados por la placa de circuito impreso de núcleo metálico. Una escotadura de alivio 511 se extiende desde la abertura 51 (vista en el plano E) hacia la placa de circuito impreso de núcleo metálico.
El planteamiento en el que se fundamenta la invención no se limita a los ejemplos de modos de realización señalados previamente, sino que se pueden ejecutar de manera similar también modos de realización completamente diferentes.
Básicamente, una parte de conector enchufable del tipo descrito en el presente documento no solo se puede usar como enchufe de carga o toma de carga en un dispositivo de carga para cargar un vehículo eléctrico, sino que también se puede usar de diversas formas en dispositivos muy diferentes donde se requiera una supervisión del calentamiento en un elemento de contacto.
Una parte de conector enchufable del tipo descrito en el presente documento puede tener, básicamente, uno o más elementos de contacto. En este caso, se pueden usar uno o más dispositivos sensores para supervisar un calentamiento.
Lista de referencias
1 Vehículo
2 Estación de carga
3 Cable de carga
30, 31 Enchufe de carga
4 Parte de conector enchufable
40 Parte de carcasa
400, 401 Sección enchufable
402, 403 Elemento de contacto
404 Ranura
405 Ranura
406 Eje cilíndrico
407 Sección de contacto
41 Portacontactos
410, 411 Puntos de fijación
42 Elemento de resorte
420, 421 Pata
5 Dispositivo de supervisión de temperatura
50 Elemento de soporte (placa de circuito impreso) 500 Sección de cabeza
501, 502 Brazo de clip
503 Cuerpo base
504 Superficie
51 Abertura de recepción
510 Sección de borde
511 Escotadura de alivio
52 Capa de metalización
53 Capa conductora
54 Vía de calor
55 Capa conductora
56 Sensor de temperatura
560 Secciones de metalización
57 Línea de conexión
58 Núcleo metálico 580, 581 Capa aislante 582 Capa conductora A Distancia
E Plano
Claims (17)
1. Parte de conector (4) para conectar a una parte de conector enchufable antagonista (30, 31), a una parte de carcasa (40), un elemento de contacto eléctrico (403) dispuesto en la parte de carcasa (40) para establecer un contacto eléctrico con la parte de conector enchufable antagonista (30, 31) y un dispositivo de supervisión de temperatura (5) con un dispositivo sensor (56) para detectar un calentamiento en el elemento de contacto (403), caracterizada por que el dispositivo de supervisión de temperatura (5) tiene un elemento de soporte (50) que se extiende plano a lo largo de un plano (E) en el que está dispuesto el dispositivo sensor (56) y que tiene dos brazos de clip (501, 502) a través de los cuales se engancha el elemento de soporte (50) al elemento de contacto (403).
2. Parte de conector enchufable (4) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por que los brazos de clip (501, 502) están formados en una sola pieza con el elemento de soporte (50).
3. Parte de conector enchufable (4) de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizada por que los brazos de clip (501, 502) forman entre ellos una abertura (51) que presenta una región de borde (510) que se extiende a lo largo de un arco de círculo y engloba el elemento de contacto (403).
4. Parte de conector enchufable (4) de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizada por que la región de borde (510) está cubierta al menos parcialmente por una capa de metalización (52).
5. Parte de conector enchufable (4) de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizada por que el elemento de soporte (50) presenta un cuerpo base (503) de material aislante eléctrico y al menos una capa conductora eléctrica y conductora de calor (53, 55) en contacto con la capa de metalización (52).
6. Parte de conector enchufable (4) de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizada por que en una superficie (504) del cuerpo base (503) está dispuesta una primera capa conductora de calor (53) y en el cuerpo base (503) está incrustada una segunda capa conductora de calor (53, 55).
7. Parte de conector enchufable (4) de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizada por que la primera capa conductora de calor (53) y la segunda capa conductora de calor están conectadas térmicamente entre sí a través de vías de calor (54).
8. Parte de conector enchufable (4) de acuerdo con la reivindicación 6 o 7, caracterizada por que la primera capa conductora de calor (53) dispuesta en la superficie (504) está separada por una distancia (A) del dispositivo sensor (56), que también está dispuesto en la superficie (504) del cuerpo base (50).
9. Parte de conector enchufable (4) de acuerdo con una de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizada por que la segunda capa conductora de calor (55) se extiende en el cuerpo base (503) hasta debajo del dispositivo sensor (56).
10. Parte de conector enchufable (4) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada por que el elemento de soporte (50) presenta un núcleo metálico (58) y al menos una capa eléctricamente aislante que cubre al menos parcialmente el núcleo metálico (58).
11. Parte de conector enchufable (4) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el elemento de soporte (50) presenta al menos una escotadura de alivio (511) para proporcionar elasticidad a los brazos de clip (501, 502).
12. Parte de conector enchufable (4) de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizada por que la escotadura de alivio (511) se extiende desde la abertura (51) al elemento de soporte (50).
13. Parte de conector enchufable (4) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por un portacontactos (41) dispuesto en la parte de carcasa (40) y sobre el que se sujeta el elemento de contacto (403) con el dispositivo de supervisión de temperatura (5) dispuesto en él.
14. Parte de conector enchufable (4) de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizada por que el elemento de soporte (50) se apoya elásticamente en el portacontactos (41) a través de un elemento de resorte (42).
15. Parte de conector enchufable (4) de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizada por que el elemento de resorte (42) tiene una primera pata (420) apoyada en el elemento de soporte (50) y una segunda pata (421) apoyada en el portacontactos (41).
16. Parte de conector enchufable (4) de acuerdo con la reivindicación 14 o 15, caracterizada por que el elemento de resorte (42) ejerce una pretensión elástica sobre el elemento de soporte (50) en el plano (E) del elemento de soporte (50).
17. Parte de conector enchufable (4) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por varios elementos de contacto (403), en cada uno de los cuales está dispuesto un dispositivo de supervisión de temperatura (5) independiente.
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