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EP4388621B1 - Hochleistungssteckverbinder mit lösbarer kontaktsicherung - Google Patents

Hochleistungssteckverbinder mit lösbarer kontaktsicherung Download PDF

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Publication number
EP4388621B1
EP4388621B1 EP23800740.5A EP23800740A EP4388621B1 EP 4388621 B1 EP4388621 B1 EP 4388621B1 EP 23800740 A EP23800740 A EP 23800740A EP 4388621 B1 EP4388621 B1 EP 4388621B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
housing
contact
connector
insulating body
performance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP23800740.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP4388621A1 (de
Inventor
Norbert Kropiewnicki
Nando HOPPE
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harting Electric Stiftung and Co KG
Original Assignee
Harting Electric Stiftung and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Harting Electric Stiftung and Co KG filed Critical Harting Electric Stiftung and Co KG
Publication of EP4388621A1 publication Critical patent/EP4388621A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP4388621B1 publication Critical patent/EP4388621B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/40—Securing contact members in or to a base or case; Insulating of contact members
    • H01R13/42—Securing in a demountable manner
    • H01R13/426—Securing by a separate resilient retaining piece supported by base or case, e.g. collar or metal contact-retention clip
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/02—Contact members
    • H01R13/15—Pins, blades or sockets having separate spring member for producing or increasing contact pressure
    • H01R13/187—Pins, blades or sockets having separate spring member for producing or increasing contact pressure with spring member in the socket
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/46—Bases; Cases
    • H01R13/52—Dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof, or flameproof cases
    • H01R13/5205—Sealing means between cable and housing, e.g. grommet
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/46—Bases; Cases
    • H01R13/52—Dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof, or flameproof cases
    • H01R13/5219—Sealing means between coupling parts, e.g. interfacial seal
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/46—Bases; Cases
    • H01R13/53—Bases or cases for heavy duty; Bases or cases for high voltage with means for preventing corona or arcing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/64—Means for preventing incorrect coupling

Definitions

  • the invention is based on a high-performance connector according to the preamble of independent claim 1.
  • Such high-performance connectors are required to transmit and/or distribute high electrical voltages and high electrical currents. Particular attention is paid to their applicability in the underfloor areas of rail vehicles, particularly for connecting railcars and railcars to each other. Another area of application is in power generation and/or power transmission, particularly in photovoltaic systems and/or wind turbines.
  • the CN 111934122 A shows a high-performance connector for a high-performance connector system, particularly for use in the application area of rail vehicles.
  • the US 5,575,691 A discloses a retention device comprising a retaining clip having a set of tabs spaced apart along the retaining clip so as to receive a portion of an electrical contact in a gap between them.
  • the object of the invention is to offer a high-performance connector that is easy to assemble and maintain.
  • the high-performance connector according to the invention is designed to accommodate at least one electrical cable.
  • the high-performance connector has an at least one-piece housing and an at least one-piece insulating body for accommodating an electrical contact element.
  • the contact element is brought into electrically conductive connection with the cable.
  • the high-performance connector has a contact holder for fixing the contact element in the insulating body.
  • the high-performance connector has a cable fixation for securing the cable to the housing.
  • the contact holder has an at least fundamentally hollow-cylindrical base body on which at least two contact arms are arranged. The contact arms, tapered from the base body, project in the plug-in direction, and the contact holder is connected to the housing reversibly and without tools.
  • Such high-performance connectors are also known as a single-pole connector.
  • the high-performance connector is primarily designed to transmit high electrical current and/or high electrical voltage to a cable connection housing or a mating connector.
  • High electrical current refers to a current of over 100 amperes. In particular, a current of over 500 amperes is meant. A current of over 800 amperes is particularly important. A current of greater than or equal to 1,000 amperes is also conceivable.
  • the term "high electrical voltage” refers to a voltage of over 1 kilovolt. In particular, a voltage of over 10 kilovolts is meant. In particular, a voltage of over 15 kilovolts is meant.
  • a voltage of greater than or equal to 25 kilovolts is also conceivable.
  • a media-tight seal of the interior is created at the corresponding location.
  • the housing of the high-performance connector is shaped in such a way that the housing engages in a generally congruently designed connection area.
  • both the said high-performance connector and/or the connection area of the cable connection housing or mating connector are provided with a seal.
  • a contact holder is a fixing element which is inserted into the insulating body and/or the housing in order to hold the contact element in position in the insulating body at the intended location.
  • the tapering of the contact arms arranged on the contact holder ensures that the contact element can be inserted from the direction of the cable fixing, usually designed as a cable gland, into the insulating body in the plug-in direction.
  • a flange and/or stop arranged on the circumference of the contact element is initially used to elastically displace the contact arms outwards. When the desired position is reached, the contact arms spring back elastically behind the stop of the contact element and fix it.
  • the contact holder can be removed from its designated position without the need for tools.
  • “tool-free” preferably means that the contact holder can be removed entirely by hand from the insulating body and/or the housing.
  • the contact holder can be made of a dielectric material. Under certain circumstances, however, the use of electrically conductive materials may also be considered.
  • the housing should be made of an appropriate material to avoid any safety risks.
  • a plastic housing is conceivable and sensible in certain cases.
  • the housing is preferably made of a metallic material.
  • the contact holder is preferably made of plastic.
  • the contact arms have a substantially curved taper, with the curve increasing from the base body. This design allows for a certain degree of elastic resilience even with comparatively rigid base materials.
  • Another embodiment provides for the contact arms of the contact holder to be separated from one another by recesses, with the contact arms and the recesses being arranged alternately around the circumference. This means that each contact arm is separated from every other contact arm by a recess in every direction of rotation. This achieves advantageous flexibility, which is useful for inserting the contact element, particularly in the case of relatively inflexible or inelastic materials.
  • a clever design proposes that the width of the contact arms decreases from the base body to the end of the contact arms. This structural adjustment saves material, especially in high-volume production, allowing for a more cost-effective yet high-performance contact holder.
  • One embodiment proposes that the width of the recesses be greater than or equal to the width of the contact arms. This relatively simple adaptation ensures a generally sufficient holding force of the contact arms, while allowing sufficient space for elastic deformation of the contact arms.
  • a particularly advantageous embodiment provides that at least one housing arm is arranged circumferentially on the base body of the contact holder.
  • a housing arm enables reversible engagement to be implemented particularly advantageously.
  • the housing arm is ideally provided with locking means which interact with corresponding locking means of the housing and/or the insulating body.
  • the housing arm can protrude beyond the base body of the contact holder. This allows the housing arm to be easily released from engagement with the housing and/or the insulating body without the use of special tools.
  • a housing arm which can be operated manually is particularly preferred.
  • the housing arm is arranged within the base body and separated from the base body by two circumferential recesses.
  • the housing arm can be a separate or delimited part of the base body, which can be made elastically deformable by the flanking recesses.
  • the housing arm can be easily arranged in a spring-elastic manner on the base body and/or in the base body and thus be designed so that the contact holder is brought into positive engagement with the insulating body and/or the housing.
  • the housing arm has a recess which is designed to receive a holding form, wherein the holding form is arranged within the insulating body and/or within the housing.
  • the recess within the housing arm is at least partially surrounded by a reinforcing element.
  • an alternative embodiment proposes that the housing arm has a holding shape which is brought into engagement with a recess, wherein the recess is arranged within the insulating body and/or within the housing.
  • a particularly preferred embodiment proposes that the contact holder has at least four contact arms and at least two housing arms. This embodiment has proven particularly reliable in terms of holding force and ease of installation in tests.
  • a further embodiment provides that the housing arms in the connected state in the housing and/or in the insulating body are released from the connected state with the housing and/or the insulating body by applying a force in order to remove a contact element from the housing and/or the insulating body.
  • a further embodiment provides that the force for releasing the connected state of the contact holder and the housing and/or the insulating body is directed substantially inwards, in the direction of the longitudinal axis of the contact holder.
  • An alternative embodiment provides that the force for releasing the connected state of the contact holder and the housing and/or the insulating body is directed substantially outwards, in the direction of the housing of the high-performance connector.
  • the Figure 1 shows a high-performance connector 1 according to the invention in a longitudinal section.
  • the high-performance connector 1 initially has a housing 10.
  • the housing 10 is made of a metallic material.
  • An alternative embodiment of the housing 10 made of a plastic is provided.
  • An insulating body 11 is introduced into the housing 10.
  • the insulating body 11 is designed to receive a contact element 12 is formed.
  • the contact element 12 has a crimp inlet 13 on the cable side, i.e. an opening for inserting a stripped cable 4, wherein the contact element 12 is pressed or crimped onto the conductor 41 of the cable 4.
  • the contact element 12 is provided with at least one contact reinforcement 14.
  • contact reinforcements 14 in the form of spring-elastic beryllium strips and/or so-called Balseal springs are often used in the field of high-performance plug connectors 1.
  • the high-performance plug connector 1 has a sealing element 15 on the plug-in side.
  • a rubber-containing O-ring or correspondingly flexible, elastic alternatives is often used here.
  • the housing 10 On the plug-in side, the housing 10 also has at least one coding element 16.
  • the coding element 16 can be designed as a variable coding element. The coding element 16 can therefore be inserted at different positions on the mating face to prevent incorrect and/or unwanted connections from being made when multiple high-performance connectors 1 are used.
  • the contact element 12 has a further insulating element 17 on the mating side.
  • the insulating element 17 can be plugged on, pressed on, cast on, or injection-molded on.
  • the housing 10 has a housing stop 18, which prevents a high-performance connector 1 from being brought into engagement with a connection housing and/or mating connector further than intended.
  • the contact element 12 has a contact inlet 19 on the mating side. A contact of a connection housing and/or mating connector is inserted into this contact inlet 19, thus establishing an electrically conductive connection. This connection is, as previously mentioned, improved by the use of contact reinforcements 14.
  • the housing 10 is terminated by a cable fixation 20.
  • Such cable fixing devices 20 are usually designed as cable glands. To protect against foreign media, such as dust and/or fluids, the cable fixing device 20 is provided with a cable seal 21. The Cable seal 21 is pressed onto the insulation 40 of the cable 4 by the cable fixation 20.
  • the Figure 2 shows a perspective view of a contact holder 3 according to the invention.
  • the contact holder 3 is constructed on a substantially hollow-cylindrical base body 30.
  • the base body 30 has contact arms 31 on the plug-in side, which extend inward from the base body 30 in the direction of the longitudinal axis of the base body 30.
  • the plug-in end of the contact holder 3 is tapered such that a contact element 12 can be guided through the contact holder 3 on the cable side.
  • the contact arms 31 are flanked circumferentially in each direction of rotation by a recess 34'.
  • a housing arm 32 In the area of the base body 30, a housing arm 32 can also be seen.
  • the housing arm 32 has a recess 34 which can be engaged, for example, with a locking element, for example a locking hook or a locking lug, of an insulating body 11 and/or the housing 10.
  • the housing arm 32 is flanked laterally by recesses. In this way, the housing arm 32 can be designed as part of the base body 30.
  • a reinforcing element 33 is arranged on the housing arm 32.
  • the contact element 12 is held in position by the contact arms 31, wherein the contact arms 31 absorb a force counter to the plugging direction.
  • a reinforcing element 33 is suitable, arranged at least opposite to the vector of the insertion force, around the recess 34.
  • the Reinforcing element 33 can also be arranged around the recess 34.

Landscapes

  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)

Description

  • Die Erfindung geht aus von einem Hochleistungssteckverbinder nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs 1.
  • Derartige Hochleistungssteckverbinder werden benötigt, um hohe elektrische Spannungen und hohe elektrische Ströme zu übertragen und/oder zu verteilen. Besonders liegt dabei das Augenmerk auf der Anwendbarkeit in Unterflurbereichen schienengebundener Fahrzeuge, insbesondere der Verbindung von Triebwagen und Triebwaggons untereinander. Ein weiterer Anwendungsbereich findet sich im Bereich der Stromerzeugung und/ oder der Stromübertragung, insbesondere im Bereich von Fotovoltaikanlagen und/oder Windkraftanlagen.
    • Stand der Technik
  • Die CN 111934122 A zeigt einen Hochleistungsteckverbinder für ein Hochleistungssteckverbindersystem, insbesondere für die Verwendung im Anwendungsbereich von Schienenfahrzeugen.
  • Die US 5,575,691 A offenbart eine Rückhaltevorrichtung, aufweisend eine Halteklammer, welche einen Satz von Laschen, die entlang der Halteklammer voneinander beabstandet sind, aufweisen, so dass sie einen Teil eines elektrischen Kontakts in einer Lücke zwischen ihnen aufnehmen können. Wenn ein Werkzeug zum Lösen eines elektrischen Kontakts in die Halteklammer eingeführt wird, biegt sich das bogenförmige Element vom elektrischen Kontakt weg, wodurch sich die Laschen gemeinsam vom elektrischen Kontakt wegbewegen und es ermöglichen, den elektrischen Kontakt von der Vorder- oder Rückseite des Steckverbindergehäuses zu entfernen.
  • Im Stand der Technik sind weitere Lösungen bekannt, welche die Übertragung und/oder Verteilung hoher elektrische Ströme und/oder Spannung ermöglichen. Diese Lösungen sind jedoch zum Teil veraltet und kaum aktualisiert/modernisiert worden.
  • Besonders nachteilig an dem Stand der Technik ist ein vergleichsweise komplexer Montagevorgang. Diese Komplexität verkompliziert die Reparatur und/oder Wartung von Hochleistungssteckverbindungen unnötig.
    • Aufgabenstellung
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen montagefreundlichen und wartungsfreundlichen Hochleistungssteckverbinder anzubieten.
  • Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung angegeben.
  • Der erfindungsgemäße Hochleistungssteckverbinder ist zur Aufnahme zumindest eines elektrischen Kabels ausgelegt. Der Hochleistungssteckverbinder weist ein zumindest einteiliges Gehäuse und einen zumindest einteiligen Isolierkörper zur Aufnahme eines elektrischen Kontaktelements auf. Das Kontaktelement ist in elektrisch leitende Verbindung mit dem Kabel gebracht. Weiterhin weist der Hochleistungssteckverbinder eine Kontakthalterung zur Fixierung des Kontaktelements in dem Isolierkörper auf. Zusätzlich weist der Hochleistungssteckverbinder eine Kabelfixierung zur befestigten Anordnung des Kabels an dem Gehäuse auf. Dabei weist die Kontakthalterung einen zumindest grundsätzlich hohlzylindrischen Grundkörper auf, an dem zumindest zwei Kontaktarme angeordnet sind. Die Kontaktarme sind, von dem Grundkörper ausgehend, verjüngt vom Grundkörper, in Steckrichtung abstehend ausgeführt und die Kontakthalterung wird werkzeuglos und reversibel mit dem Gehäuse in Verbindung gebracht. Derartige Hochleistungssteckverbinder werden auch als Single-Pol-Steckverbinder bezeichnet. Der Hochleistungssteckverbinder ist vor allem dazu ausgelegt, eine hohe elektrische Stromstärke und/oder eine hohe elektrische Spannung an ein Kabelanschlussgehäuse oder einen Gegensteckverbinder zu übertragen. Als "hohe elektrische Stromstärke" ist eine Stromstärke von über 100 Ampere gemeint. Insbesondere ist eine Stromstärke von über 500 Ampere gemeint. Ganz besonders ist eine Stromstärke von über 800 Ampere gemeint. Denkbar ist auch eine Stromstärke von größergleich 1.000 Ampere. Unter dem Begriff "hohe elektrische Spannung" ist eine Spannung von über 1 Kilovolt zu verstehen. Insbesondere ist eine Spannung von über 10 Kilovolt gemeint. Ganz besonders ist eine Spannung von über 15 Kilovolt gemeint. Denkbar ist auch eine Spannung von größergleich 25 Kilovolt. Durch die Verbindung eines Hochleistungssteckverbinders mit dem Anschlussbereich wird erfindungsgemäß eine mediendichte Versiegelung des Innenraums an der entsprechenden Stelle geschaffen. Dazu ist das Gehäuse des Hochleistungssteckverbinders derart ausgeformt, dass das Gehäuse in einen grundsätzlich kongruent gestalteten Anschlussbereich eingreift. Zur verbesserten Versiegelung sind sowohl besagter Hochleistungssteckverbinder und/oder der Anschlussbereich des Kabelanschlussgehäuses oder Gegensteckverbinders mit einer Dichtung versehen. Als Kontakthalterung ist ein Fixierelement gemeint, welches in den Isolierkörper und/oder das Gehäuse eingebracht wird, um das Kontaktelement im Isolierkörper an der vorgesehenen Stelle in Position zu halten. Die Verjüngung der an der Kontakthalterung anordneten Kontaktarme sorgt dafür, dass das Kontaktelement aus Richtung der Kabelfixierung, üblicherweise als Kabelverschraubung ausgeführt, in den Isolierkörper in Steckrichtung eingebracht werden kann. Ein umfangseitig angeordneter Flansch und/oder Anschlag am Kontaktelement wird dabei zunächst genutzt, um die Kontaktarme nach außen elastisch zu verdrängen. Beim Erreichen der gewünschten Position federn die Kontaktarme elastisch hinter den Anschlag des Kontaktelements zurück und fixieren diesen. Um Im Falle einer Reparatur und/oder Wartung das Kontaktelement aus dem Hochleistungssteckverbinder entnehmen zu können, lässt sich die Kontakthalterung werkzeuglos aus der vorgesehenen Position entfernen. In diesem Falle meint "werkzeuglos" bevorzugt, dass die Kontakthalterung gänzlich per Hand aus dem Isolierkörper und/oder dem Gehäuse entnommen werden kann. Alternativ ist eine Entnahme der Kontakthalterung ohne Spezialwerkzeug denkbar. Der Einsatz einer Klinge, einer Schlitz-Schraubendrehers oder ähnlichen Hilfsmitteln ist dennoch vorstellbar. Die Kontakthalterung kann aus einem dielektrischen Material gefertigt sein. Unter gewissen Umständen kann jedoch auch über die Verwendung elektrisch Leitender Materialien nachgedacht werden. Dazu sollte das Gehäuse aus einem adäquaten Material gefertigt sein, um keine Sicherheitsrisiken einzugehen. Ein Kunststoffgehäuse ist in gewissen Fällen denkbar und sinnvoll. Bevorzug wird das Gehäuse aus einem metallischen Werkstoff gefertigt. Im Gegensatz zum Gehäuse wird die Kontakthalterung bevorzugt aus einem Kunststoff gefertigt.
  • In einer weiterentwickelten Ausführung weisen die Kontaktarme eine im Wesentlichen kurvenförmige Verjüngung auf, wobei der Kurvenverlauf vom Grundkörper ausgehend zunimmt. Diese Ausführung ermöglich auch bei vergleichsweise starren Grundmaterialien eine gewisse elastische Federung.
  • Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Kontaktarme der Kontakthalterung durch Ausnehmungen voneinander getrennt sind und wobei die Kontaktarme und die Ausnehmungen umfangseitig alternierend angeordnet sind. Damit ist gemeint, dass jeder Kontaktarm von einer Ausnehmung in jeder Rotationsrichtung von jedem weiteren Kontaktarm getrennt ist. Besonders bei vergleichsweise unflexiblen, beziehungsweise unelastischen Materialien wird so eine vorteilhafte Flexibilität erreicht, welche zur Einbringung des Kontaktelements sinnvoll ist.
  • Eine geschickte Ausführungsform schlägt vor, dass sich die Breite der Kontaktarme vom Grundkörper ausgehend zum Ende der Kontaktarme verringert. Durch diese strukturelle Anpassung wird besonders bei hohen Stückzahlen Material eingespart, wodurch eine kostengünstigere und dennoch hoch performante Kontakthalterung angeboten werden kann.
  • Eine Ausführungsform schlägt vor, dass die Breite der Ausnehmungen größergleich der Breite der Kontaktarme ist. Diese vergleichsweise einfache Anpassung gewährleistet eine grundsätzlich ausreichende Haltekraft der Kontaktarme, bei ausreichendem Raum für elastische Verformung der Kontaktarme.
  • Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass zumindest ein Gehäusearm umfangseitig am Grundkörper der Kontakthalterung angeordnet ist. Durch einen solchen Gehäusearm ist ein reversibles in Eingriff bringen besonders vorteilhaft umsetzbar. Der Gehäusearm ist idealerweise mit Rastmitteln versehen, welche in Wechselwirkung korrespondierenden Rastmitteln des Gehäuses und/oder des Isolierkörpers treten. Der Gehäusearm kann dazu über den Grundkörper der Kontakthalterung hinausragen. Dadurch lässt sich der Gehäusearm in einfacher Weise, ohne den Einsatz von besonderen Hilfsmitteln, aus dem Eingriff mit dem Gehäuse und/oder dem Isolierkörper lösen. Besonders bevorzugt wird ein Gehäusearm, welcher manuell betätigt werden kann.
  • In einer platzsparenden Ausführungsform ist der Gehäusearm innerhalb des Grundkörpers angeordnet und durch zwei umfangseitige Ausnehmungen vom Grundkörper getrennt. Damit ist gemeint, dass der Gehäusearm ein gesonderter, beziehungsweise abgegrenzter Teil des Grundkörpers sein kann, welcher durch die flankierenden Ausnehmungen elastisch verformbar ausführbar ist. Somit kann der Gehäusearm in einfacher Weise federelastisch an dem Grundkörper und/oder in dem Grundkörper angeordnet werden und derart ausgestaltet sein, dass die Kontakthalterung formschlüssig mit dem Isolierkörper und/oder dem Gehäuse in Eingriff gebracht wird.
  • Weiterhin sieht eine Ausführungsform vor, dass der Gehäusearm eine Ausnehmung aufweist, welche zur Aufnahme einer Halteform ausgelegt ist, wobei die Halteform innerhalb des Isolierkörpers und/oder innerhalb des Gehäuses angeordnet ist.
  • Zusätzlich wird vorgeschlagen, die Ausnehmung innerhalb des Gehäusearms von einem Verstärkungselement zumindest teilweise umgeben ist.
  • Dazu schlägt eine alternative Ausführungsform vor, dass der Gehäusearm eine Halteform aufweist, welche mit einer Ausnehmung in Eingriff gebracht wird, wobei die Ausnehmung innerhalb des Isolierkörpers und/oder innerhalb des Gehäuses angeordnet ist.
  • Eine besonders bevorzugte Ausführungsform schlägt vor, dass die Kontakthalterung zumindest vier Kontaktarme und zumindest zwei Gehäusearme aufweist. Diese Ausführungsform hat sich in Tests als besonders zuverlässig in Punkten Haltekraft, sowie Montagefreundlichkeit erwiesen.
  • Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Gehäusearme im verbundenen Zustand in dem Gehäuse und/oder in dem Isolierkörper durch Aufbringen einer Kraft aus dem verbundenen Zustand mit dem Gehäuse und/oder dem Isolierkörper gelöst werden, um ein Kontaktelement aus dem Gehäuse und/oder dem Isolierkörper zu entfernen.
  • Eine weiterführende Ausführungsform sieht vor, dass die Kraft zum Lösen des verbundenen Zustands von Kontakthalterung und dem Gehäuse und/oder dem Isolierkörper im Wesentlichen nach innen, in Richtung der Längsachse der Kontakthalterung, gerichtet ist.
  • Eine dazu alternative Ausführungsform sieht vor, dass die Kraft zum Lösen des verbundenen Zustands von Kontakthalterung und dem Gehäuse und/oder dem Isolierkörper im Wesentlichen nach außen, in Richtung des Gehäuses des Hochleistungssteckverbinders gerichtet ist.
    • Ausführungsbeispiel
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Hochleistungssteckverbinders im Längsschnitt;
    Fig. 2
    eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Kontakthalterung;
    Fig. 3
    eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Kontakthalterung mit Fokus auf einen Gehäusearm.
  • Die Figuren enthalten teilweise vereinfachte, schematische Darstellungen. Zum Teil werden für gleiche, aber gegebenenfalls nicht identische Elemente identische Bezugszeichen verwendet. Verschiedene Ansichten gleicher Elemente könnten unterschiedlich skaliert sein. Richtungsangaben wie beispielsweise "links", "rechts", "oben" und "unten" sind mit Bezug auf die jeweilige Figur zu verstehen und können in den einzelnen Darstellungen gegenüber dem dargestellten Objekt variieren.
  • Die Figur 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Hochleistungssteckverbinder 1 in einer Darstellung im Längsschnitt. Der Hochleistungssteckverbinder 1 weist zunächst ein Gehäuse 10 auf. Bevorzugt ist das Gehäuse 10 aus einem metallischen Material ausgeführt. Eine alternative Ausführung des Gehäuses 10 aus einem Kunststoff ist vorgesehen. In das Gehäuse 10 wird ein Isolierkörper 11 eingebracht. Der Isolierkörper 11 ist zur Aufnahme eines Kontaktelementes 12 ausgeformt. Das Kontaktelement 12 weist kabelseitig einen Crimpeinlass 13 auf, also eine Öffnung zur Einbringung eines abisolierten Kabels 4, wobei das Kontaktelement 12 auf den Leiter 41 des Kabels 4 aufgepresst, beziehungsweise gecrimpt wird. Steckseitig ist das Kontaktelement 12 mit zumindest einer Kontaktverstärkung 14 versehen. Zur Verbesserung des elektrischen Kontaktes werden im Bereich von Hochleistungssteckverbindern 1 oft Kontaktverstärkungen 14 in Form von federelastischen Berylliumbändern und/oder sogenannten Balseal Federn eingesetzt. Zur Abdichtung des Gehäuses 10 an einem Gegenstecker (nicht gezeigt) oder einem Anschlussgehäuse (nicht gezeigt) verfügt der Hochleistungssteckverbinder 1 steckseitig über ein Dichtungselement 15. Hier wird häufig ein kautschukhaltiger O-Ring, oder entsprechend flexible, elastische Alternativen eingesetzt. Steckseitig weist das Gehäuse 10 weiterhin zumindest ein Kodierelement 16 auf. Das Kodierelemente 16 kann als variables Kodierelement ausgeführt sein. Das Kodierelement 16 kann also an verschiedenen Positionen des Steckgesichts eingebracht werden, um bei dem Einsatz mehrerer Hochleistungssteckverbinder 1 zu verhindern, dass eine falsche und/oder ungewollte Verbindung hergestellt wird. Das Kontaktelement 12 weist steckseitig ein weiteres Isolierelement 17 auf. Das Isolierelement 17 kann aufgesteckt, aufgepresst angegossen oder angespritzt sein. Das Gehäuse 10 weist einen Gehäuseanschlag 18 auf, welcher verhindert, dass ein Hochleistungssteckverbinder 1 weiter als vorgesehen mit einem Anschlussgehäuse und/oder Gegensteckverbinder in Eingriff gebracht wird. Das Kontaktelement 12 weist steckseitig einen Kontakteinlass 19 auf. In diesen Kontakteinlass 19 wird ein Kontakt eines Anschlussgehäuses und/ oder Gegensteckverbinders eingebracht, sodass eine elektrisch leitende Verbindung hergestellt ist. Diese Verbindung wird, wie zuvor erwähnt, verbessert durch den Einsatz von Kontaktverstärkungen 14. Kabelseitig schließt das Gehäuse 10 mit einer Kabelfixierung 20 ab. Derartige Kabelfixierungen 20 werden zumeist als Kabelverschraubungen ausgeführt. Zum Schutz vor Fremdmedien, wie Staub und/oder Fluiden wird die Kabelfixierung 20 mit einer Kabeldichtung 21 versehen. Die Kabeldichtung 21 wird durch die Kabelfixierung 20 auf die Isolierung 40 des Kabels 4 gepresst.
  • Die Figur 2 zeigt eine erfindungsgemäße Kontakthalterung 3 in einer perspektivischen Ansicht. Die Kontakthalterung 3 ist auf einem im Wesentlichen hohlzylindrischen Grundkörper 30 aufgebaut. Der Grundkörper 30 weist steckseitig Kontaktarme 31 auf, welche vom Grundkörper 30 in Richtung der Längsachse des Grundkörpers 30 nach innen verlaufend ausgebildet sind. Hierdurch wird das steckseitige Ende der Kontakthalterung 3 derart verjüngt, dass ein Kontaktelement 12 kabelseitig durch die Kontakthalterung 3 hindurchgeführt werden kann. Sobald das Kontaktelement 12 das steckseitige Ende der Kontaktarme 31 passiert hat, federn diese zurück in Ihre ursprüngliche Position und verhindern die Entnahme, beziehungsweise das ungewollte Lösen des Kontaktelements 12. Die Kontaktarme 31 werden umfangseitig in jede Rotationsrichtung von einer Ausnehmung 34' flankiert. Im Bereich des Grundkörpers 30 ist darüber hinaus ein Gehäusearm 32 zu erkennen. Der Gehäusearm 32 weist eine Ausnehmung 34 auf welche beispielsweise mit einem Rastelement, beispielsweise einem Rasthaken oder einer Rastnase, eines Isolierkörpers 11 und/oder des Gehäuses 10 in Eingriff bringbar ist. Der Gehäusearm 32 ist seitlich flankiert von Ausnehmungen. Auf diese Weise kann der Gehäusearm 32 als Teil des Grundkörpers 30 ausgeführt sein. Um besser gegen Kräfte gesichert zu sein, insbesondere während eines Steckvorgangs des Hochleistungssteckverbinders 1, ist dem Gehäusearm 32 ein Verstärkungselement 33 angeordnet. Das Kontaktelement 12 wird dabei von den Kontaktarmen 31 in Position gehalten, wobei die Kontaktarme 31 eine Kraft entgegen der Steckrichtung aufnehmen. Die auf die Kontakthalterung wirkende Kraft wird durch die Ausnehmung 34 an ein Rastelement in dem Gehäuse 10 und/oder dem Isolierkörper 11 übertragen. Insbesondere bei einer Ausführungsform mit einer Ausnehmung 34 zum in Eingriff bringen mit einer Rastform eignet sich ein Verstärkungselement 33, angeordnet zumindest entgegen des Vektors der Steckkraft, um die Ausnehmung 34. Alternativ kann das Verstärkungselement 33 auch rings um die Ausnehmung 34 angeordnet sein.
  • Figur 3 zeigt eine Draufsicht auf den Gehäusearm 32 innerhalb des Grundkörpers 30. Hierbei wird eine sinnvolle Ausgestaltung des Gehäusearms 32 verdeutlicht, welche von Ausnehmungen flankiert im Grundkörper 30 eingebracht ist. Auch eine sinnvolle Ausgestaltung der Kontaktarme 31 wird deutlich. Das Verstärkungselement 33 befindet sich in Steckrichtung weisend, kann damit also eine Kraft, welche durch eine Rastform auf den Gehäusearm 32 übertragen wird, besser aufnehmen.
    • Anmelder: HARTING Electric Stiftung & Co. KG
    • Titel: Hochleistungssteckverbinder mit lösbarer Kontaktsicherung
    Bezugszeichenliste
    • 1
    Hochleistungssteckverbinder
    10
    Gehäuse
    11
    Isolierkörper
    12
    Kontaktelement
    13
    Crimpeinlass
    14
    Kontaktverstärkung
    15
    Dichtungselement
    16
    Kodierelement
    17
    Isolierelement
    18
    Gehäuseanschlag
    19
    Kontakteinlass
    20
    Kabelfixierung
    21
    Kabeldichtung
    3
    Kontakthalterung
    30
    Grundkörper
    31
    Kontaktarm
    32
    Gehäusearm
    33
    Verstärkungselement
    34
    Ausnehmung
    4
    Kabel
    40
    Isolierung
    41
    Leiter

Claims (16)

  1. Hochleistungssteckverbinder (1) zur Aufnahme zumindest eines elektrischen Kabels (4), aufweisend ein zumindest einteiliges Gehäuse (10), einen zumindest einteiligen Isolierkörper (11) zur Aufnahme eines elektrischen Kontaktelements (12), welcher in elektrisch leitender Verbindung mit dem Kabel (4) gebracht ist, und eine Kontakthalterung (3), zur Fixierung des Kontaktelements (12) in dem Isolierkörper (11),
    wobei die Kontakthalterung (3) einen zumindest grundsätzlich hohlzylindrischen Grundkörper (30) aufweist, an dem zumindest zwei Kontaktarme (31) angeordnet sind, und
    wobei sich der Abstand der Kontaktarme (31) zur Längsachse, ausgehend von dem Grundkörper (30), in Steckrichtung verringert
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Hochleistungssteckverbinder (1) eine Kabelfixierung (20) zur befestigten Anordnung des Kabels (4) an dem Gehäuse (10) aufweist und dass die Kontakthalterung (3) werkzeuglos und reversibel mit dem Gehäuse in Verbindung gebracht wird.
  2. Hochleistungssteckverbinder (1) nach Anspruch 1
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Kontaktarme (31) eine im Wesentlichen kurvenförmige Verjüngung aufweisen, wobei der Kurvenverlauf vom Grundkörper (30) ausgehend zunimmt.
  3. Hochleistungssteckverbinder (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass
    die Kontaktarme (31) der Kontakthalterung (3) durch Ausnehmungen (34') voneinander getrennt sind und wobei die Kontaktarme (31) und die Ausnehmungen (34') umfangseitig alternierend angeordnet sind.
  4. Hochleistungssteckverbinder (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass
    die Breite der Kontaktarme (31) sich vom Grundkörper (30) ausgehend in Steckrichtung verringert.
  5. Hochleistungssteckverbinder (1) nach Anspruch 3 oder Anspruch 4 wenn abhängig von Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Ausnehmungen (34') größergleich der Breite der Kontaktarme (31) ist.
  6. Hochleistungssteckverbinder (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass
    zumindest ein Gehäusearm (32) umfangseitig am Grundkörper (30) der Kontakthalterung (3) angeordnet ist.
  7. Hochleistungssteckverbinder (1) nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusearm (32) innerhalb des Grundkörpers (30) angeordnet ist und durch zwei umfangseitige Ausnehmungen vom Grundkörper (30) getrennt ist.
  8. Hochleistungssteckverbinder (1) nach einem der Ansprüche 6 oder 7 dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusearm (32) eine Ausnehmung (34) aufweist, welche zur Aufnahme einer Halteform ausgelegt ist, wobei die Halteform innerhalb des Isolierkörpers (11) und/oder innerhalb des Gehäuses (10) angeordnet ist.
  9. Hochleistungssteckverbinder (1) nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (34) innerhalb des Gehäusearms (32) von einem Verstärkungselement (33) zumindest teilweise umgeben ist.
  10. Hochleistungssteckverbinder (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusearm (32) eine Halteform aufweist, welche mit einer Ausnehmung in Eingriff gebracht wird, wobei die Ausnehmung innerhalb des Isolierkörpers (11) und/oder innerhalb des Gehäuses (10) angeordnet ist.
  11. Hochleistungssteckverbinder (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 10 dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusearm (32) federelastisch an dem Grundkörper (30) und/oder in dem Grundkörper (30) angeordnet ist und derart ausgestaltet ist, dass die Kontakthalterung (3) formschlüssig mit dem Isolierkörper (11) und/oder dem Gehäuse (10) in Eingriff gebracht wird.
  12. Hochleistungssteckverbinder (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 11 dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakthalterung (3) zumindest vier Kontaktarme (31) und zumindest zwei Gehäusearme (32) aufweist.
  13. Hochleistungssteckverbinder (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass
    die Kontaktarme (31) im verbundenen Zustand mit dem Gehäuse (10) und/oder dem Isolierkörper (11) ein Kontaktelement (12) in Steckrichtung einführen lassen und durch die Verjüngung das Kontaktelement (12) in einem eingesteckten Zustand fixieren.
  14. Hochleistungssteckverbinder (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 12 oder nach Anspruch 13 wenn abhängig von einem der Ansprüche 6 bis 12 dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusearme (32) im verbundenen Zustand in dem Gehäuse (10) und/oder dem Isolierkörper (11) durch Aufbringen einer Kraft aus dem verbundenen Zustand mit dem Gehäuse (10) und/oder dem Isolierkörper (11) gelöst werden, um ein Kontaktelement (12) aus dem Gehäuse (10) und/oder dem Isolierkörper (11) zu entfernen.
  15. Hochleistungssteckverbinder (1) nach Anspruch 14 dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft zum Lösen des verbundenen Zustands von Kontakthalterung (3) und Gehäuse (10) und/oder Isolierkörper (11) im Wesentlichen nach innen, in Richtung der Längsachse der Kontakthalterung, gerichtet ist.
  16. Hochleistungssteckverbinder (1) nach Anspruch 14 dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft zum Lösen des verbundenen Zustands von Kontakthalterung (3) und Gehäuse (10) und/oder Isolierkörper (11) im Wesentlichen nach außen, in Richtung des Gehäuses (10) des Hochleistungssteckverbinders (1) gerichtet ist.
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