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1. (WO2019057239) HIGH-CURRENT CONNECTOR COMPRISING AN INSULATING BUSH
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Hochstromsteckverbinder mit Isolierhülse

Beschreibung

Die Erfindung geht aus von einem Hochstromsteckverbinder nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1 .

Steckverbinder werden grundsätzlich benötigt, um elektrische Leitungen oder Anschlüsse reversibel miteinander zu verbinden. Im Allgemeinen werden Steckverbinder und Gegensteckverbinder verwendet, um eine elektrische und mechanische Verbindung zwischen zwei elektrischen Leitern oder einem elektrischen Leiter und einem Gerät oder einer

Installation herzustellen.

Insbesondere werden Hochstromsteckverbindern benötigt, um einen besonders hohen elektrischen Strom von z.B. mehr als einschließlich 100 Ampere (A), insbesondere mehr als einschließlich 200 A, bevorzugt mehr als einschließlich 400 A und insbesondere einen elektrischen Strom von mehr als einschließlich 600 A und in einigen Fällen möglicherweise sogar von bis zu 800 A und mehr über ein zum Hochstromsteckverbinder gehörenden Hochstromkontaktelement, z.B. über einen Stift- bzw. einen Buchsenkontakt, zu übertragen. Dabei können die

Hochstromsteckverbinder gegenüber ihrem Massepotential Spannungen führen, die mehrere tausend Volt (V) betragen, also z.B. mindestens 2000 V, insbesondere mindestens 3000 V, beispielsweise 4000 V und mehr, also z.B. bis zu 4800 V oder sogar mehr. Das Massepotential kann dabei zumindest an einer Kabelverschraubung des Hochstromsteckverbinders und insbesondere an einem zumindest teilweise metallischen

Steckverbindergehäuse zu Schirmungs- und/oder Erdungszwecken anliegen.

Die Stift- und/oder Buchsenkontakte der Hochstromsteckverbinder können einen Außen- bzw. Innendurchmesser von mehr als 1 cm, z.B. mindestens 1 ,5 cm, bevorzugt mindestens 2 cm, besonders bevorzugt mindestens 2,5 cm oder in einigen Fällen gar von 3 cm und mehr besitzen. Die

elektrischen Leiter der Hochstromkabel, die an solche

Hochstromkontaktelemente angeschlossen werden, können

beispielsweise eine Querschnittsfläche von mindestens 70 mm2, insbesondere mindestens 95 mm2, bevorzugt mindestens 120 mm2, besonders bevorzugt 150 mm2, also beispielsweise 185 mm2 und mehr betragen. In der Regel handelt es sich dabei um Litzenleiter. Ein solcher Litzenleiter kann kabelanschlussseitig am jeweiligen Anschlussbereich eines Hochstromkontaktelements angeschlossen, beispielsweise an einem Crimpanschluss vercrimpt oder z.B. mit einem aus dem Stand der Technik bekannten Axialschraubanschluss verschraubt werden, um so einen zuverlässigen und niederohmigen elektrischen Kontakt herzustellen.

Derartige Hochstromsteckverbinder werden beispielweise im Bahnbereich eingesetzt. Auch Anwendungen im Kraftwerken, Trafostationen,

Industrieanlagen und Hochstromverteilungen sind üblich.

Stand der Technik

Die DE 20 2006 003 204 U1 zeigt einen Steckverbinder, welcher als Stecker oder Anbaugehäuse ausgebildet ist. Der Steckverbinder besteht aus einem Steckverbindergehäuse, in welchem ein Isolierkörper mit elektrischen Kontakten aufgenommen ist. Die elektrischen Kontakte sind zum Anschluss von elektrischen Leitungen vorgesehen, welche auf der Rückseite des Steckverbinders aus dem Stecker oder Anbaugehäuse geführt werden.

Aus der DE 10 2010 014 982 A1 ist ein Steckverbinder zum elektrischen Verbinden eines Kabels bekannt. Der Steckverbinder weist ein

Steckverbindergehäuse auf, in dem ein mehrteiliges Schirmelement angeordnet ist. Das Schirmelement dient dabei dem elektrischen

Kontaktieren eines Kabelschirms und dem elektrischen Verbinden des Kabelschirms mit dem Steckverbindergehäuse.

Die Druckschrift DE 10 2014 1 12 701 A1 beschreibt einen

Hochstromsteckkontakt, dessen Crimpbereich aus Aluminium und dessen Steckbereich aus Kupfer gebildet ist, um elektrische Probleme beim Anschluss eines Hochstrom-Aluminiumkabels an ein Hochstrom-Kupferkabel oder einen Hochstrom-Kupferkontakt im Bereich des

Materialübergangs zu verringern. In diesem Zusammenhang wird implizit auch eine Form und eine Funktion eines Hochstromsteckverbinders / eines Hochstromkontaktelements erläutert.

Im Stand der Technik besteht allgemein das Problem, dass in

Hochstromsteckverbindern, insbesondere aufgrund der von ihnen oft geführten, eingangs erwähnten hohen Spannungen von z.B. bis zu 4800 V und mehr, oft relativ große sogenannte„Luft- und Kriechstrecken" entstehen. Durch diese Luft- und Kriechstrecken kann es zwischen den spannungsführenden Teilen des Hochstromsteckverbinders und den eigentlich elektrisch davon getrennten, Massepotential aufweisenden Teilen des Hochstromsteckverbinders zu unerwünschten Kurzschlüssen kommen, indem ein sogenannter elektrischer„Kriechstrom" fließt und/oder indem es zu Spannungsdurchbrüchen wie Funkenüberschlägen kommt.

Die Ursache für diese Spannungsdurchbrüche / Funkenüberschläge und Kriechströme kann neben den besagt hohen elektrischen Spannungen u.a. im elektrischen Leitverhalten der Oberflächen von Isolatoren sowie der Luft gesehen werden, die sich zwischen diesen Teilen befinden. Die Grundproblematik derartiger Luft- und Kriechstrecken ist dem Fachmann der Hochstrom-/Hochspannungstechnik wohlbekannt. Die Folge für den Hochstromsteckverbinder ist üblicherweise, dass der Bauraum des Hochstromsteckverbinders ausreichend groß sein muss, um die

notwendigen Luft- und Kriechstrecken einzuhalten und auf diese Weise die besagten Überschläge und Kriechströme zu vermeiden.

Nachteilig bei den bekannten Hochstromsteckverbindern ist der dadurch entstehende, große Platzbedarf. Dieser ist zwar einerseits zur Einhaltung ausreichend großer Luft- und Kriechstrecken notwendig. Andererseits widerspricht er aber dem allgemeinen Wunsch nach einer möglichst kompakten Bauform des Hochstromsteckverbinders. In der Praxis werden insbesondere oft Hochstromsteckverbinder gefordert, die in Steckrichtung eine möglichst geringe Höhe aufweisen.

Das Deutsche Patent- und Markenamt hat in der Prioritätsanmeldung zu vorliegender Anmeldung den folgenden Stand der Technik recherchiert: EP 1 925 060 B1 und DE 20 201 1 101 574 U1 .

Aufgabenstellung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine möglichst kompakte

Bauform für einen Hochstromsteckverbinder anzugeben, durch welche gleichzeitig die notwendigen Luft- und Kriechstrecken eingehalten werden.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ein Hochstromsteckverbinder besitzt ein Steckverbindergehäuse und ein metallisches Hochstromkontaktelement. Der Hochstromsteckverbinder weist eine Steckseite und eine Anschlussseite auf. Das Hochstromkontaktelement ist im Inneren des Steckverbindergehäuses angeordnet. Das Hochstromkontaktelement besitzt einen Steckbereich und einen

Anschlussbereich, an den ein elektrischer Leiter, insbesondere ein

Litzenleiter, eines elektrischen Hochstromkabels anschließbar ist. Das elektrische Hochstromkabel ist mittels einer Kabelbefestigung,

insbesondere einer Kabelverschraubung, an der Anschlussseite des Hochstromsteckverbinders befestigbar.

Der Hochstromsteckverbinder weist erfindungsgemäß eine an seiner Anschlussseite befestigte oder zumindest befestigbare Isolierhülse auf. Diese Isolierhülse zeichnet sich dadurch aus, dass sie an einem ersten Ende, nämlich kabelanschlussseitig, einen hohlzylindrischen Abschnitt besitzt. Zu einem gegenüberliegenden, nämlich

gehäuseanschlussseitigen, Ende hin, vergrößert sich der

Innendurchmesser der Isolierhülse, wodurch die Isolierhülse

gehäuseanschlussseitig ein trichterförmiger Befestigungsabschnitt besitzt.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das im Folgenden beschriebene Hochstromkabel an den Hochstromsteckverbinder angeschlossen oder zumindest anschließbar.

Der stromführende elektrische Leiter des Hochstromkabels ist umgeben von einer Isolierung. Der elektrische Leiter besteht dabei bevorzugt aus Kabellitzen, so dass es sich bei ihm um einen Litzenleiter und bei der ihn umgebenden Isolierung um eine Litzenisolierung handelt, die im

Folgenden auch als solche bezeichnet wird.

Die Litzenisolierung des Hochstromkabels ist im Normalzustand umgeben von einem Schirmgeflecht, das seinerseits von einem Außenmantel ummantelt ist. Auch der Außenmantel ist bevorzugt aus einem

isolierenden Material gebildet oder weist zumindest eine isolierende äußere Schicht auf. Zum Anschließen an den Hochstromkontakt des Hochstromsteckverbinders kann das Hochstromkabel zunächst

gehäuseanschlussseitig„abgemantelt" werden, d.h. der Außenmantel wird am anzuschließenden Ende des Hochstromkabels entfernt.

Das Schirmgeflecht wird daraufhin üblicherweise vom anzuschließenden Ende des Hochstromkabels um 180° weggebogen und kann in der Kabelbefestigung, insbesondere der Kabelverschraubung, zusammen mit dem weiteren Hochstromkabel am bevorzugt zumindest teilweise metallischen aber möglicherweise auch elektrisch isolierenden

Steckverbindergehäuse befestigt, z.B. verschraubt, und ggf. elektrisch leitend damit verbunden werden.

Das Anschlussseitige Ende des Hochstromkabels wird letztlich abisoliert, d.h. die Litzenisolierung wird am anschlussseitigen Ende entfernt, um ein Anschließen des Litzenleiters an das Hochstromkontaktelement zu ermöglichen.

Gehäuseanschlussseitig ist die Isolierhülse mit Ihrem trichterförmigen Befestigungsabschnitt an dem Steckverbindergehäuse anbringbar.

Bevorzugt kann die Isolierhülse dazu mit ihrem Befestigungsabschnitt in das Steckverbindergehäuse einfügbar sein. Dazu kann die Isolierhülse beispielsweise im Hochstromsteckverbinder einrasten. Alternativ oder ergänzend kann die Isolierhülse in eine Negativform der Isolierhülse eingelegt werden, welche im Inneren des Steckverbindergehäuse eingeformt ist. Weiterhin ist auch eine einteilige Ausführung von

Steckverbindergehäuse und Isolierhülse denkbar. Dann sind

Steckverbindergehäuse und Isolierhülse in einem gemeinsamen

Verfahren hergestellt. Eine weitere mögliche Ausgestaltung besteht in einem Aufrasten der Isolierhülse auf das Steckverbindergehäuse, bevorzugter Weise in Verbindung mit einer Gummi- und/ oder

Kunststoffabdichtung und/ oder einer Gummi- und/ oder

Kunststoffüberlappung.

Kabelanschlussseitig ist die Isolierhülse mit ihrem hohlzylindrischen Abschnitt auf das Hochstromkabel, insbesondere auf seine

Litzenisolierung, aufschiebbar.

Die Isolierhülse liegt dann im abgemantelten Bereich des

Hochstromkabels mit ihrem hohlzylindrischen Abschnitt auf der

Litzenisolierung auf und kann zumindest Abschnittsweise zwischen dessen Schirmgeflecht und der Litzenisolierung angeordnet sein. Der Innendurchmesser des kabelanschlussseitigen, hohlzylindrischen

Abschnitts der Isolierhülse kann dazu dem Außendurchmesser der Litzenisolierung des Hochstromkabels entsprechen.

Das Hochstromkontaktelement ist dafür vorgesehen, hohe elektrische Ströme zu übertragen und kann dazu insbesondere auch besonders hohe elektrische Spannungen führen. Das Hochstromkontaktelement, insbesondere sein Anschlussbereich, ist somit ein spannungsführendes Bauteil des Hochstromsteckverbinders. Ein weiteres spannungführendes Teil ist der elektrische Leiter, insbesondere der Litzenleiter, des

Hochstromkabels.

Die Kabelbefestigung, insbesondere Kabelverschraubung, des

Hochstromsteckverbinders sowie gegebenenfalls das bevorzugt zumindest teilweise elektrisch leitfähige Steckverbindergehäuse können dagegen Massepotential führen. Ein weiteres Massepotential führendes Teil ist der Schirm, insbesondere das Schirmgeflecht des

Hochstromkabels.

Auch wenn das Steckverbindergehäuse nicht elektrisch leitend ist, also beispielsweise aus einem elektrisch isolierenden Kunststoff besteht, kann zumindest die Kabelbefestigung, insbesondere Kabelverschraubung, und der daran befestigte Schirm, z.B. das Schirmgeflecht des an den

Hochstromsteckverbinder angeschlossenen elektrischen

Hochstromkabels, als masseführendes Teil angesehen werden.

Zur Beurteilung der Spannungsfestigkeit des Hochstromsteckverbinders sind demnach folgende Luft- und Kriechstrecken zwischen spannungs-und masseführenden Teilen / Bauteilen besonders zu beachten:

- Eine äußere Kriechstrecke

- eine innere Kriechstrecke

- eine äußere Luftstrecke, und

- eine direkte Luftstrecke.

Aus ökonomischen Gründen kann es vorteilhaft sein, die beiden

Kriechstrecken gleich groß auszugestalten. In Abhängigkeit von anderen konstruktiven Faktoren können auch die beiden Luftstrecken gleich groß ausgeführt sein. Beides hat den Grund, dass sich der elektrische Strom grundsätzlich den Weg des geringsten Widerstands sucht, eine

Vergrößerung der jeweils ohnehin größeren Luft- oder Kriechstrecke aus Sicht der Spannungsfestigkeit also keinen besonderen Sinn ergibt.

Zur äußeren Kriechstrecke:

Die äußere Kriechstrecke verläuft von dem Anschlussbereich des Hochstromkontaktelements über den Außenbereich der Isolierhülse zum Schirmgeflecht und/oder zur Kabelbefestigung, insbesondere

Kabelverschraubung, die auf Massepotential liegt, indem sie z.B. mit dem Schirmgeflecht des Hochstromkabels in elektrischem Kontakt steht.

Die äußere Kriechstrecke kann in einer vorteilhaften Ausgestaltung durch die Form einer, am trichterförmigen Befestigungsabschnitt außenseitig angeformten, umlaufenden Abstufung vergrößert werden. Die Abstufung kann eine oder mehrere, also zwei, drei, vier, fünf oder sechs oder gar noch mehr Erhöhungen zur Verlängerung der äußeren Kriechstrecke besitzen.

Durch die besagte Abstufung erhöht sich schließlich die äußere

Oberfläche der Isolierhülse und damit auch die Wegstrecke, die ein Kriechstrom auf der äußeren Oberfläche des Isolierhülse gegebenenfalls zurücklegen muss, um z.B. vom Anschlussbereich des Hochstromkontaktelements zur Kabelverschraubung / dem Schirmgeflecht zu gelangen. Vorteilhafterweise kann in einer bevorzugten Ausgestaltung zumindest eine, bevorzugt zwei, der zur Abstufung gehörenden Erhöhungen zudem auch der Befestigung der Isolierhülse am Steckverbindergehäuse dienen.

In einer bevorzugten Ausgestaltung besteht die Abstufung also aus mindestens einer umlaufenden Erhöhung. Vorteilhafterweise weist die Abstufung mindestens zwei umlaufende Erhöhungen auf, nämlich eine erste Erhöhung und eine zweite Erhöhung. Bevorzugt ist dabei die erste Erhöhung, welche in Richtung der Kabelanschlussseite der Isolierhülse angeordnet ist, höher ausgeführt als die zweite Erhöhung, welche in Richtung der Geräteanschlussseite der Isolierhülse angeordnet ist.

Zwischen den beiden Erhöhungen existiert eine umlaufende Ausnehmung. Dadurch wird die äußere Kriechstrecke noch weiter verlängert.

Alternativ oder ergänzend kann die Abstufung auch aus einer

umlaufenden Vertiefung bestehen. In einer besonders bevorzugten

Ausgestaltung weist die Anschlussseite mindestens zwei, also zwei, drei, vier, fünf, sechs oder mehr umlaufende Vertiefungen auf, um dadurch die äußere Kriechstrecke des Stroms noch weiter zu erhöhen und gleichzeitig die kompakte Bauform des Steckverbindergehäuses zumindest zu bewahren oder gar noch verkleinern zu können. In einer bevorzugten Ausgestaltung handelt es sich um zwei Vertiefungen. Insbesondere ist dabei diejenige Vertiefung, welche eher in Richtung der Steckseite der Isolierhülse angeordnet ist, tiefer ausgeführt als die Vertiefung, welche eher in Richtung der Anschlussseite der Isolierhülse angeordnet ist.

Weiterhin kann auch die mindestens eine Vertiefung der Befestigung der Isolierhülse am Steckverbindergehäuse dienen.

Zur inneren Kriechstrecke:

Die innere Kriechstrecke verläuft innerhalb der Isolierhülse vom

Anschlussbereich des Hochstromkontaktelements durch den

hohlzylindrischen Abschnitt der Isolierhülse zum Schirmgeflecht des Hochstromkabels und wird somit im Wesentlichen durch die Länge des hohlzylindrischen Abschnitts beeinflusst. Eine Vergrößerung der Länge des hohlzylindrischen Abschnitts erhöht also die Länge der inneren Kriechstrecke, ohne sich dabei auf die geometrische Größe des

Hochstromsteckverbinders, insbesondere seines Steckverbindergehäuses, auszuwirken.

Zur äußeren Luftstrecke:

Die Trichterform des Befestigungsabschnitts der Isolierhülse kann der Verlängerung der äußeren Luftstrecke dienen, indem sie, mit einfachen Worten gesagt, die Luftstrecke auf einem Umweg um den

Befestigungsabschnitt herumführt.

Die äußere Luftstrecke kann also durch die Form des trichterförmigen Befestigungsabschnitts vergrößert werden. Dies kann - je nach konkreter Bauform - insbesondere durch Verwendung eines zumindest teilweise aus Kunststoff bestehenden Steckverbindergehäuses - unterstützt werden.

Zur direkten Luftstrecke:

Die direkte Luftstrecke verläuft entlang einer geradlinigen Verbindungslinie vom Anschlussbereich des Hochstromkontaktelements zur

Kabelverschraubung / dem Schirmgeflecht und durchquert dabei das Material der Isolierhülse.

Durch die Materialstärke in einem relevanten Bereich der Isolierhülse kann somit auch die direkte Luftstrecke zwischen dem Anschlussbereich und der Kabelverschraubung vergrößert werden. Ein direkter Durchschlag von dem Anschlussbereich zur Kabelverschraubung kann dadurch verhindert werden. Der relevante Bereich der Isolierhülse liegt dabei auf der direkten Verbindungslinie, die vom Anschlussbereich des

Hochstromkontaktelements zur Kabelverschraubung führt.

Dabei handelt es sich genau genommen nicht ausschließlich um eine reine Luftstrecke, da deren effektive elektrische Länge nicht nur durch die Luft bestimmt wird, sondern auch durch das Kunststoffmaterial, insbesondere seiner Dielektrizitätskonstanten, und seiner Materialstärke im relevanten Bereich der Isolierhülse. Durch das Kunststoffmaterial wird die effektive elektrische Länge der direkten Luftstrecke vergrößert. Der Einheitlichkeit wegen soll aber der Begriff„direkte Luftstrecke" im

Folgenden weiterverwendet werden.

Die direkte Luftstecke kann von besonderer Bedeutung sein, wenn das Steckverbindergehäuse zumindest teilweise aus einem elektrisch isolierenden Material, z.B. Kunststoff, besteht. Weiterhin kann sie aber auch für metallische Steckverbindergehäuse von Bedeutung sein, wenn die Kabelbefestigung oder das Schirmgeflecht bedingt durch die Bauart des Hochlaststeckverbinders näher an dem Anschlussbereich angeordnet sind, als das Hochstromkontaktelement an irgendeinem geerdeten, metallischen Bereich des Steckverbindergehäuses.

Schließlich kann das Steckverbindergehäuse, z.B. zu

Schirmungszwecken, zumindest teilweise aus einem elektrisch leitenden Material, z.B. aus Metall, insbesondere Aluminium, gebildet sein.

Insbesondere kann das Steckverbindergehäuse auch teilweise aus Metall und teilweise aus Kunststoff gebildet sein. In einer bevorzugten

Ausgestaltung kann das Gehäuse außen aus Metall, z.B. Aluminium, gebildet sein und innen eine Kunststoffbeschichtung oder eine innere Kunststoffverkleidung o.ä. aufweisen. Der Kunststoff dient dabei in der Regel dazu, eine direkte elektrische Verbindung des

Steckverbindergehäuses mit stromführenden Elementen des

Hochstromsteckverbinders sicher auszuschließen. Um gegen

Luftstrecken, also Durchschläge o.ä. ausreichend wirksam zu sein, müsste das Kunststoffmaterial gegebenenfalls zusätzlich eine ausreichende Stärke besitzen.

Wenn, wie oben erwähnt, die Kabelbefestigung / Kabelverschraubung / das Schirmgeflecht bauartbedingt besonders nahe am Anschlussbereich des Hochstromkontaktelements angeordnet ist, dann ist die direkte Luftstrecke zunächst kürzer als der Weg von Hochstromkontaktelement zum ggf. elektrisch leitfähigen und geerdeten Steckverbindergehäuse. In diesem Fall ist die Materialstärke der Isolierhülse im relevanten Bereich von besonderer Bedeutung, und die Isolierhülse vergrößert so auch in diesem Fall die direkte Luftstrecke. Anderenfalls könnten zunächst Maßnahmen getroffen werden, um die Luftstrecke zwischen dem

Hochstromkontaktelement und dem Steckverbindergehäuse zu

vergrößern.

Um die Kompaktheit der Bauform insbesondere in Steckrichtung zu unterstützen, handelt es sich bei dem Steckverbindergehäuse bevorzugt um ein gewinkeltes Steckverbindergehäuse. Dies bedeutet, dass die Steckseite und die Anschlussseite in einem Winkel, insbesondere einem rechten Winkel, zueinander angeordnet sind. Zur platzsparenden

Realisierung kann das Hochstromkontaktelement zweiteilig ausgeführt sein und kann dadurch einen rechtwinkligen Verbindungsbereich ermöglichen, der gegenüber einem gekrümmten Bereich den besonderen Vorteil einer besonders großen Platzersparnis liefert.

Das bevorzugt metallische Hochstromkontaktelement besteht somit aus einem ersten Teil und einem zweiten Teil, die in dem Verbindungsbereich miteinander verbunden sind. Der erste Teil besitzt einen Steckbereich, der einen Kontaktstift- oder eine Kontaktbuchse aufweisen kann. Das zweite Teil ist gebildet aus einem Anschlussbereich, der insbesondere eine Crimp- oder Axialschraubanschluss aufweist. Eines der beiden Teile, bevorzugt das zweite Teil, kann eine Verbindungsöffnung zur elektrischen und mechanischen Verbindung mit dem anderen, bevorzugt dem ersten, Teil besitzen. Das jeweils andere der beiden Teile, bevorzugt das erste Teil, besitzt einen Verbindungsabschnitt, der mit der Verbindungsöffnung des zweiten Teils mechanisch und elektrisch verbindend zusammenwirkt und bevorzugt form - und kraftschlüssig darin aufnehmbar ist.

Zur besagten Platzersparnis wird also die besagte rechtwinklige

Verbindung dieser beiden Teile angestrebt. Die kann in einer weniger bevorzugten Ausgestaltung durch eine Verschraubung und/oder in einer besonders bevorzugten Ausgestaltung durch ein sogenanntes

„Aufschrumpfen" erfolgen.

Zur Verschraubung kann der Verbindungsabschnitt ein Außengewinde und der Verbindungsöffnung ein dazu passendes Innengewinde besitzen, so dass der Verbindungsabschnitt in die Verbindungsöffnung

eingeschraubt werden kann.

In der besonders bevorzugten Ausgestaltung wird die elektrische und mechanische Verbindung der beiden Teile jedoch durch das besagte Aufschrumpfen, also durch eine Aufschrumpfverbindung, hergestellt. Die Technik des Aufschrumpfens besteht dabei darin, dass dasjenige Teil, welches die Verbindungsöffnung besitzt, bevorzugt handelt es sich dabei um das zweite Teil, erhitzt wird, wodurch sich die Verbindungsöffnung ausdehnt. Das andere Teil, bevorzugt handelt es sich dabei um das erste Teil, wird dann, z.B. mit seinem Verbindungsabschnitt, in die

Verbindungsöffnung eingeführt. Idealerweise können die

Verbindungsöffnung und der Verbindungsabschnitt einen kreisrunden Querschnitt aufweisen um formschlüssig ineinanderzugreifen, sodass die Gefahr eines Verkantens nicht existiert.

Daraufhin wird die Verbindungsöffnung durch Abkühlung wieder verkleinert (eingeschrumpft), so dass die Verbindungsöffnung den

Verbindungsabschnitt form- und kraftschlüssig umschließt. Somit ist der gewinkelte Kontakt - gegenüber einem im Biegeverfahren hergestellten Kontakt mit entsprechendem Biegeradius - rechtwinklig herstellbar, wodurch der Platzbedarf des Hochstromsteckverbinders sich,

insbesondere auch in Steckrichtung, reduziert. Die Halte- und Kontaktkraft dieser Verbindung kann - je nach Materialstärke und

Materialbeschaffenheit - auf diese Weise besonders groß und stabil sein.

Die besagte Kabelbefestigung, insbesondere Kabelverschraubung, welche das Hochstromkabel am Steckverbindergehäuse hält, dient

selbstverständlich primär der Zugentlastung, also dazu, die Verbindung des Litzenleiters mit dem Anschlussbereich des Hochstromkontaktelements von mechanischer Belastung in Form von Zugkräften zu entlasten.

Weiterhin dient die Kabelbefestigung, insbesondere Kabelverschraubung ggf. aber auch der Schirmanbindung an ein, zumindest teilweise metallisches Steckverbindergehäuse. Zur Schutzerdung dagegen kann üblicherweise ein zusätzlicher Schutzerdungskontakt („Protection Earth- Kontakt" /„PE-Kontakt") vorgesehen sein, der hier aber nicht näher beschrieben wird.

Kabelverschraubungen sind im Stand der Technik bekannt. Beispielsweise offenbart die DE 103 1 1 473 B3 eine Kabelverschraubung, bei welcher die Zugentlastung kombiniert mit der Abdichtung ist. Die Kabelbefestigung wird auf der Anschlussseite des Hochstromsteckverbinders montiert und befestigt das Hochstromkabel am Steckverbindergehäuse. Zusätzlich kann die Kabelbefestigung, insbesondere Kabelverschraubung, für eine Masseanbindung des Schirmgeflechts an den Hochstromsteckverbinder, insbesondere sein Steckverbindergehäuse, sorgen.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist die Isolierhülse eine Verdrehsicherung auf. Bei der Verdrehsicherung kann es sich um eine Anfasung oder eine Ausnehmung oder eine Anformung auf der

Anschlussseite der Isolierhülse handeln. Diese verschiedenen Varianten der Verdrehsicherung verrasten oder verhaken mit dem

Steckverbindergehäuse oder fügen sich entsprechend ein. So wird ein Verdrehen der Isolierhülse in dem Steckverbindergehäuse verhindert.

Durch die erfindungsgemäße Isolierhülse sind somit ausreichend große Luft- und Kriechstrecken gewährleistet. Gleichzeitig ist auch der gesamte Hochstromsteckverbinder entsprechend kompakt, d.h. platzsparend ausgebildet und weist insbesondere auch in Steckrichtung eine

vergleichsweise geringe Höhe auf. Weiterhin besitzt die Isolierhülse eine einfach und damit preisgünstig herzustellende Bauform.

Ausführungsbeispiel

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Isolierhülse;

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung eines

Hochstromsteckverbinders mit der Isolierhülse und einem angeschlossenen Hochstromkabel;

Fig. 3 eine Schnittdarstellung des Hochstromsteckverbinders mit der

Isolierhülse und dem Hochstromkabel.

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.

Die Fig. 1 zeigt eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Isolierhülse 4. In dieser Darstellung ist rechts hinten die

Kabelanschlussseite K der Isolierhülse 4 gezeigt. Im Bereich ihres kabelanschlussseitigen Endes besitzt die Isolierhülse 4 einen

zylinderförmigen Abschnitt 4.3.

Gegenüberliegend ist in dieser Darstellung links vorne die

Gehäuseanschlussseite G der Isolierhülse 4 dargestellt. Im Bereich ihres gehäuseanschlussseitigen Endes besitzt die Isolierhülse 4 einen

Innenradius, der sich zum gehäuseanschlussseitigen Ende hin vergrößert.

An einem Außenbereich eines dadurch gebildeten trichterförmigen

Befestigungsabschnitts 4.4 sind ist eine Abstufung angeformt. Die

Abstufung ist in diesem Beispiel aus einer ersten Erhöhung 4.1 1 und einer zweiten Erhöhung 4.12 gebildet und dient dazu, eine äußere

Kriechstrecke entlang der Oberfläche der Isolierhülse 4 zu vergrößern.

Dabei ist die erste Erhöhung 4.1 1 gegenüber der zweiten Erhöhung 4.12 eher in Richtung der Kabelanschlussseite K der Isolierhülse 4 angeordnet.

Die erste Erhöhung 4.1 1 ist höher ausgeführt als die zweite Erhöhung 4.12, welche vergleichsweise eher in Richtung der Gehäuseanschlussseite G der Isolierhülse 4 angeordnet ist. Die beiden Erhöhungen 4.1 1 , 4.12 können zudem der Befestigung der Isolierhülse 4 am Steckverbindergehäuse 2 dienen.

Weiterhin weist die Isolierhülse 4 an ihrer Gehäuseanschlussseite G eine erste Verdrehsicherung 4.21 und eine zweite Verdrehsicherung 4.22 auf. Bei der ersten Verdrehsicherung 4.21 handelt es sich um eine Anformung an die erste Erhöhung 4.1 1 , wobei die Anformung 4.21 in Richtung der Gehäuseanschlussseite G weist und somit zwischen den beiden

Erhöhungen 4.1 1 , 4.12 angeordnet ist. Bei der zweiten Verdrehsicherung 4.22 handelt es sich um eine Ausnehmung mit einer Anfasung, die am gehäuseanschlussseitigen Ende der Isolierhülse angeordnet ist und sowohl eine Innen- als auch eine Außenkontur besitzt. In diesem Beispiel sind somit zumindest zwei Arten von Verdrehsicherungen 4.21 , 4.22 gezeigt, jedoch ist auch die Verwendung von z.B. nur der ersten

Verdrehsicherung 4.21 oder nur der zweiten Verdrehsicherung 4.22 möglich.

Die Fig. 2 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Hochstromsteckverbinders 1 . Der Hochstromsteckverbinder 1 weist eine Steckseite S und eine Anschlussseite A auf. Die Steckseite S und die Anschlussseite A sind in einem rechten Winkel zueinander angeordnet.

Der Hochstromsteckverbinder 1 weist somit ein gewinkeltes

Steckverbindergehäuse 2 auf. Im Steckverbindergehäuse 2 ist ein

Hochstromkontaktelement 3 aufgenommen, welches in dieser Darstellung durch das Steckverbindergehäuse 2 verdeckt und daher nicht sichtbar ist. Das Hochstromkontaktelement 3 ist jedoch in der Fig.3 gut zu sehen. Anschlussseitig A ist am Steckverbindergehäuse 2 die Isolierhülse 4 angebracht, wobei in dieser Darstellung nur der hohlzylindrische Abschnitt 4.3 sowie die erste Erhöhung 4.1 1 der Isolierhülse 4 zu sehen ist.

Durch die Isolierhülse 4 ist ein Hochstromkabel 5 mit seinem

abgemantelten Ende geführt. Im abisolierten Bereich ist die Isolierhülse 4 mit ihrem hohlzylindrischen Abschnitt 4.3 unter ein Schirmgeflecht 5.1 des Hochstromkabels 5 geschoben. Das Schirmgeflecht 5.1 ist im

Anschlussbereich um 180° zurückgebogen. Das Hochstromkabel 5 kann in diesem Bereich zur Zugentlastung und ggf. zur Masseanbindung mittels einer nicht in der Zeichnung dargestellten Kabelbefestigung, nämlich einer Kabelverschraubung, am Steckverbindergehäuse 2 befestigt werden.

Die Fig. 3 zeigt eine Schnittdarstellung der vorangegangenen Anordnung.

In dieser Darstellung ist das Hochstromkabel 5 im Querschnitt sehr gut zu sehen. Im Inneren besitzt es einen elektrischen Leiter in Form eines Litzenleiters 5.0. Darüber befindet sich die Litzenisolierung 5.3, die anschlussseitig entfernt ist, d.h. anschlussseitig ist das Hochstromkabel 5 abisoliert. Auf der Litzenisolierung befindet sich üblicherweise der Schirm in Form eines Schirmgeflechts 5.1 . Darüber befindet sich der Mantel 5.2. des Hochstromkabels 5. Das Hochstromkabel 5 ist anschlussseitig teilweise abgemantelt. Der abgemantelte Bereich ist größer als der abisolierte Bereich. In dem dadurch gebildeten Zwischenbereich liegt das Schirmgeflecht in einem Teilabschnitt frei und kann um 180° vom

Anschlussbereich weggebogen werden, wie es in der Zeichnung dargestellt ist.

In dieser Schnittdarstellung ist weiterhin das zweiteilige

Hochstromkontaktelement 3 des Hochstromsteckverbinders 1 gut zu sehen.

Zum Hochstromkontaktelement 3 gehört ein Steckbereich 3.1 mit einem Verbindungsabschnitt 3.1 1 und einem Steckkontakt 3.12, der in diesem Fall als Buchsenkontakt ausgeführt, also mit einer Kontaktbuchse versehen ist. In einer anderen Ausführung könnte der Steckbereich 3.1 an dieser Stelle in gleicher weise mit einem Stiftkontakt versehen, der Steckkontakt 3.12 also als Kontaktstift ausgeführt sein.

Weiterhin besitzt das Hochstromkontaktelement 3 einen Anschlussbereich 3.2, der in diesem Fall in Crimptechnik ausgeführt ist. Es kann sich in einer weiteren Ausführung aber auch um einen Axialschraubanschluss handeln. Der Anschlussbereich 3.2 besitzt zur Verbindung mit dem Steckbereich eine kreisrunde Verbindungsöffnung 3.0, in welcher der zylinderförmige Verbindungsabschnitt 3.1 1 des Steckbereichs 3.1 form- und kraftschlüssig gehalten ist. Der abisolierten Litzenleiter 5.0 des Hochstromkabels 5 ist innerhalb des Hochstromsteckverbinders 1 mit dem Anschlussbereich 3.2 des Hochstromkontaktelements 3 elektrisch zur Stromübertragung in Form einer Vercrimpung oder einer Axialverschraubung elektrisch leitend verbunden.

Wie bereits zu der Fig. 1 erläutert, weist die Isolierhülse 4 an ihrem trichterfömigen Befestigungsabschnitt 4.4 eine Abstufung in Form von zwei Erhöhungen 4.1 1 , 4.12 auf. Zwischen die beiden Erhöhungen 4.1 1 , 4.12 ist eine nicht näher bezeichnete Ausnehmung gebildet. In diese Ausehmung rastet eine nicht näher bezeichnete, innenseitig umlaufende Befestigungsanformung des Steckverbindergehäuses 2 ein und fixiert so die Isolierhülse 4 am Steckverbindergehäuse 2. Die Verdrehsicherungen 4.21 , 422 sind in dieser Darstellung nicht erkennbar.

Es ist leicht vorstellbar, dass die Luft- und Kriechstrecken zwischen dem Anschlussbereich 3.2 und dem Litzenleiter 5.0 auf der einen Seite und dem Kabelgeflecht 5.1 und der Kabelverschraubung auf der anderen Seite durch die Isolierhülse 4 verlängert wird. Schließlich führt der kürzeste äußere elektrische Weg durch die Luft vom Anschlussbereich 3.2 an dem trichterförmigen Befestigungsabschnitt 4.4 vorbei auf einem deutlichen

Umweg zum Kabelgeflecht 5.1 . Die direkte Luftstrecke durchläuft die Isolierhülse und erfährt eine effektive elektrische Wegverlängerung durch deren Kunststoffmaterial entsprechend der dazugehörigen

Dielektrizitätskonstanten.

Auch vergrößert sich die äußere Kriechstrecke, welche die Abstufung in Form der beiden Erhöhungen 4.1 1 und 4.12 durchlaufen muss, also einen wesentlich größeren Weg zurücklegt, um vom Anschlussbereich 3.2 zum Kabelgeflecht 5.1 zu gelangen.

Kabelanschlussseitig ist die Isolierhülse 4 ist mit ihrem hohlzylindrischen Abschnitt 4.3 auf die Litzenisolierung 5.3 geschoben und ist zumindest bereichsweise zwischen dem Schirmgeflecht 5.1 und der Litzenisolierung 5.3 angeordnet. Dadurch wird auch die innere Kriechstrecke zwischen dem abisolierten Litzenleiter 5.0 und dem Schirmgeflecht 5.1 des

Hochstromkabels 5 vergrößert. Schließlich kann der Kriechstrom nicht direkt vom Anschlussbereich des Hochstromkontaktelements 3 zum Schirmgeflecht fließen, sondern er muss erst die zylinderförmige

Anformung 4.3 vollständig durchlaufen.

Es ist gut erkennbar, dass die äußere und die innere Kriechstrecke etwa gleich lang sind. Dies ist sinnvoll, da der Kriechstrom sich ohnehin den kürzesten Weg suchen würde.

Ähnliches gilt grundsätzlich auch für die innere und die (effektive) direkte Luftstrecke, wobei die Materialstärke der Isolierhülse 4 im relevanten Bereich auch aus Stabilitätsgründen etwas stärker ausgeführt sein kann. Allerdings kann dies nicht so leicht anhand der Zeichnung nachvollzogen werden, da die Länge der effektiven direkten Luftstrecke nicht mit deren geometrischer Länge übereinstimmt.

In der vorliegenden Ausführung ist das Kabelgeflecht 5.1 auch aus

Übersichtlichkeitsgründen relativ weit vom Anschlussbereich 3.2 entfernt dargestellt. Handelt es sich bei dem Steckverbindergehäuse 2 um ein Kunststoffgehäuse, dann ist trotzdem der Abstand zwischen dem

Anschlussbereich 3.2 und dem um 180° zurückgebogenen Kabelgeflecht 5.1 für die Luft- und Kriechstrecken relevant. Handelt es sich dagegen um ein zumindest teilweise metallisches Steckverbindergehäuse 2, dann kann dieser Abstand trotzdem auch für die direkte Luftstrecke relevant sein, sofern die effektive Luftstrecke zwischen dem Hochstromkontaktelement 3 und elektrisch leitfähigen Bereichen des Steckverbindergehäuses 2 größer ist.

Somit wird durch die erfindungsgemäße Isolierhülse 4 eine kompakte Bauform des Hochstromteckverbinders 1 ermöglicht. Schließlich müsste ein vergleichbarer Hochstromsteckverbinder ohne diese Isolierhülse 4 zum Erreichen entsprechend großer Luft- und Kriechstrecken wesentlich größere Abmessungen aufweisen. Im Umkehrschluss bedeutet dies, dass durch die Isolierhülse 4 die Abmessungen des Steckverbinders 1 besonders kompakt sind.

Auch wenn in den Figuren verschiedene Aspekte oder Merkmale der Erfindung jeweils in Kombination gezeigt sind, ist für den Fachmann -soweit nicht anders angegeben - ersichtlich, dass die dargestellten und diskutierten Kombinationen nicht die einzig möglichen sind. Insbesondere können einander entsprechende Einheiten oder Merkmalskomplexe aus unterschiedlichen Ausführungsbeispielen miteinander ausgetauscht werden.

Hochstromsteckverbinder mit einer Isolierhülse

Bezugszeichenliste

1 Hochstromsteckverbinder

2 Steckverbindergehäuse

3 Hochstromkontaktelement

3.0 Verbindungsöffnung

3.1 Steckbereich

3.1 1 Verbindungsabschnitt

3.12 Steckkontakt

3.2 Anschlussbereich

4 Isolierhülse

4.1 1 erste Erhöhung

4.12 zweite Erhöhung

4.21 erste Verdrehsicherung

4.22 zweite Verdrehsicherung

4.3 hohlzylindrischer Abschnitt

4.4 Befestigungsabschnitt

5 Hochstromkabel

5.0 Litzenleiter

5.1 Schirmgeflecht

5.2 Mantel

5.3 Litzenisolierung

K Kabelanschlussseite der Isolierhülse

G Gehäuseanschlussseite der Isolierhülse

S Steckseite des Hochstromsteckverbinders

A Anschlussseite des Hochstromsteckverbinders