用于高电流传输的接触装置的制作方法

本发明涉及根据权利要求1所述的接触装置。

发明背景

包括接触装置和汇流条的布置是已知的，其中接触装置具有接触元件和接触壳体。接触元件被电连接到汇流条。当经由接触元件将高电流传输到汇流条时，接触元件明显变热。加热限制了能经由接触元件引入到汇流条中的电流。

技术实现要素：

本发明的问题在于提供一种改进的接触装置。

借助于根据权利要求1所述的接触装置解决该问题。有利实施例被说明在从属权利要求中。

根据本发明，已意识到的是，能提供用于传输高电流的改进的接触装置在于，所述接触装置包括接触元件和冷却单元，其中所述冷却单元包括热沉、热传递介质、第一热交换器区段和第二热交换器区段，其中所述第一热交换器区段被以流体方式连接到所述第二热交换器区段。所述热沉被布置在距接触元件一距离处。所述热沉被连接到所述第二热交换器区段。所述第一热交换器区段被布置在所述接触元件中，其中所述热传递介质在所述第一热交换器区段和所述第二热交换器区段之间流通，其中所述热沉与所述接触元件电绝缘。

该设计具有的优点是，高的热输入能从接触元件中被带走，并且因而能在接触元件的结构设计相同的情况下经由接触元件传导较高的电流。

在另一实施例中，接触元件在纵向方向上延伸。接触元件在外周表面上具有用于电接触的接触表面。此外，接触元件具有凹部，所述凹部至少在一些区段中在纵向方向上延伸。第一热交换器区段被布置在凹部中。该设计具有的优点是，接触元件被特别紧凑地构造并且能被电连接到在此之前已经被使用的其它接触装置。

在另一实施例中，第一连结区段被提供在接触元件的纵向端上。此外，接触装置包括连接件。所述连接件包括管状区段和被连接到所述管状区段的第二连结区段。管状区段被布置在凹部中。第二连结区段被以流体密封的方式连接到所述第一连结区段。以此方式，避免热传递介质从凹部中流出。

在另一实施例中，第一连结区段至少在一些区段中具有内螺纹。第二连结区段至少在一些区段中具有外螺纹。内螺纹和外螺纹彼此接合并且将连接件紧固到接触元件。结果，能在连接件和接触元件之间提供可快速释放的连接。

在另一实施例中，管状区段被布置成在凹部中居中地延展。以此方式，能确保从接触元件均匀地带走热。

在另一实施例中，连接件具有入口。在管状区段的内侧上，第一通道区段被引导到管状区段的末端。第一通道区段被以流体方式连接到所述入口。

在另一实施例中，凹部具有凹部基部。所述凹部基部被布置成从所述末端偏置。第一通道区段在与所述凹部基部相反的末端处敞开。

在另一实施例中，连接件包括第二通道区段。第二通道区段被布置成邻近所述入口。

第一通道区段和第二通道区段被布置成在纵向方向上彼此偏置并且具有平行的取向。

在另一实施例中，连接件具有第三通道区段。第三通道区段以流体方式将第一通道区段连接到第二通道区段。第三通道区段相对于第一通道区段和/或第二通道区段成角度，优选地相对于第一通道区段和/或第二通道区段倾斜地成角度。

在另一实施例中，连接件具有出口。管状区段具有外周表面。所述凹部和所述管状区段的外周表面界定第一热交换器区段。第一热交换器区段被以流体方式连接到连接件的出口。结果，当接触装置在操作中时，能从接触元件带走特别大量的热。

在另一实施例中，连接件具有第四通道区段。第四通道区段被布置成在纵向方向上与所述第一通道区段重叠。在凹部中的第四通道区段的开口被布置成在纵向方向上从管状区段的末端偏置。

在另一实施例中，第四通道区段具有环状构造并且被布置在管状区段的外周上。以该方式，避免接触元件的局部过热。

在另一实施例中，连接件具有第五通道区段。第五通道区段被连接到所述出口。第五通道区段被以流体方式连接到第四通道区段。第五通道区段被布置成在纵向方向上与第二通道区段重叠并且从第二通道区段侧向偏置。

在另一实施例中，冷却单元具有连接管。连接管以流体方式将第一热交换器区段连接到第二热交换器区段。连接管使接触元件与热沉电绝缘。

在另一实施例中，冷却单元具有第一连接管和第二连接管，其中第一连接管将连接件的入口连接到热沉的出口并且被构造成将热传递介质从热沉的出口引导到连接件的入口，其中第二连接管将连接件的出口连接到热沉的入口并且被构造成将热传递介质从连接件的出口引导到热沉的入口。

在另一实施例中，热沉具有至少一个被动冷却元件。另外地或者可替选地，热沉被机械地联接到接触元件。

在另一实施例中，接触装置具有接触壳体，其中接触壳体具有导管和至少一个容座，其中导管在容座中敞开。接触元件穿过导管。第一热交换器区段至少在一些区段中被布置在容座中。

在另一实施例中，热传递介质具有介电性能。优选地，热传递介质具有以下材料中的至少一种：水，优选去离子水，全氟化的碳，烃链，长链烃，合成油，变压器油，聚α-烯烃，酯油。

附图说明

以下将参考附图更详细地解释本发明。在附图中：

图1示出布置的透视描绘；

图2示出沿着图1中所示的切割平面a-a的、穿过图1中所示的布置的接触装置的截面视图；

图3示出图1中所示的布置的子部件的透视描绘；

图4示出沿着图3中所示的切割平面b-b的、穿过图3中所示接触装置的接触元件的截面视图；

图5示出沿着图3中所示的切割平面b-b的、穿过接触装置的连接件的截面视图；

图6和图7示出图5中所示的连接件的透视图；

图8示出沿着图3中所示的切割平面b-b的、穿过图3中所示的布置的子部件的截面视图；

图9示出沿着图1中所示的切割平面c-c的、穿过布置的热沉的冷却平面的截面视图。

具体实施方式

图1示出布置10的透视描绘。布置10包括接触装置15、电端子20和壳体25。

接触装置15具有接触壳体30、至少一个接触元件35、连接件40、冷却单元45。冷却单元45具有热沉50。

在实施例中，接触装置15被构造成例如是两极的，并且具有被布置在公共接触壳体30中的两个接触元件35。例如，对于每个接触元件35，分别提供有冷却单元45。接触装置15也能被不同地构造，并且例如，能提供不同数目的接触元件35和/或能将若干接触元件35分配到冷却单元45。

壳体25优选具有至少一个第一壳体区段55和一个第二壳体区段60。第一壳体区段55在一个实心端部处被连接到第二壳体60。优选地，第一壳体区段被布置成相对第二壳体区段成直角。热沉50被布置成邻近第一壳体区段55的自由端65。接触壳体30被附接到第二壳体区段60，例如在中心位置中。

电端子20例如被构造成汇流条。作为汇流条20的替选，电端子20也能具有线缆插头。

汇流条20被布置成平行于第二壳体区段60延展。汇流条20被布置在接触元件35和热沉50之间。壳体25优选具有电绝缘材料和/或绝缘体材料。壳体25也能至少在一些区段中具有导电材料。结果，壳体25可以提供护罩功能。

此外，控制设备61能被设置在第一壳体区段55和汇流条20之间(象征性呈现在图1中)，控制设备61电连接到汇流条20并且例如机械地附接到第一壳体区段55。

接触元件35被附接至接触壳体30。接触壳体30，像壳体25一样，具有电绝缘材料。接触元件35被进一步电联接到汇流条20。

连接件40被布置在接触元件35上。连接件40具有第一入口70和第一出口75。热沉50具有冷却元件80，其具有第二入口85和第二出口90，例如。冷却元件80被构造为被动冷却元件80，使得不提供另外的风扇装置。

冷却元件80在背向汇流条20并且面向周围环境82的侧上具有至少一个冷却翅片81。冷却翅片81被布置成例如平行于汇流条20延展。冷却翅片81也能被不同地定向或者冷却翅片81能被省略。

冷却单元45也具有例如第一热交换器区段91、第二热交换器区段92、热传递介质93、第一连接管100和第二连接管105。

热传递介质93，不管其相状态如何，是电绝缘的和/或绝缘体。优选地，热传递介质93具有以下材料中的至少一种：水、优选去离子水、全氟化的碳、烃链、长链烃、合成油、变压器油、聚α-烯烃、酯油。

在冷却单元45内侧，热传递介质93在回路中流动。优选地，冷却单元45被以热传递介质93完全填充。第一热交换器区段91被布置在接触元件35中在热传递介质93的流动方向上在连接件40的第一入口70和连接件40的第一出口75之间。第二热交换器区段92在流动方向上被布置在冷却元件80的第二入口85和冷却元件80的第二出口90之间。第一连接管100将连接件40的第一入口70以流体方式连接到冷却元件80的第二出口90。第一连接管100在该情形中被布置在连接件40的第一出口75的下游。第二连接管105将连接件40的第一出口75以流体方式连接到冷却元件80的第二入出口85。第二连接管105在该情形中被布置在连接件40的第一出口75的下游。

图2示出沿着图1中所示的切割平面a-a的、穿过接触装置15的截面视图。

接触壳体30具有第一容座110和第二容座115。第一容座110被布置在接触壳体30的背向汇流条20的侧上。第二容座115被布置在接触壳体30的面向汇流条20的侧上。第一容座110借助于通路开口120而被连接至第二容座115。此外，捕捉器件125能被设置在通路开口120上。

接触元件35具有接触区段129、附接区段140和抗旋转装置141。接触区段129在外周表面130上具有接触表面135。接触表面135具有柱形构造。接触区段129也能被构造成窝口(socket)触点。

抗旋转装置141被布置在附接区段140和接触表面135之间并且防止接触元件35在容座110、115中旋转。如果在附接区段140与抗旋转装置141之间或者在附接区段140上设置至少一个偏置142，则是特别有利的。

第二容座115具有接收轮廓145，其被构造成与附接区段140对应。接收轮廓145和接触元件35的附接区段140具有例如柱形构造。在实施例中，接收轮廓145具有另一偏置146，例如，其被分配给接触元件35的偏置142。

当接触元件35在安装状态中时，附接区段140被布置在第二容座115中。偏置142邻靠接收轮廓145的另一偏置146，并且确保接触元件35的轴向位置沿着纵向轴线160。此外，通过邻靠另一偏置146的偏置142，防止接触元件35进一步插入第二容座中。

接触表面135突出到第一容座110中。接触表面135用于将接触元件35带入到与另一接触装置161(由虚线示意性图示)电接触，另一接触装置161被构造成窝口触点，例如。

捕捉器件125用于在纵向方向上将接触元件35的位置固定在接触壳体30处。为此，在实施例中，接触元件35在接触表面135和抗旋转装置141之间例如具有收缩部150。此外，捕捉凸耳155被设置在通路开口120上，其接合在控制元件上的收缩部150中并且防止接触元件35从第二容座115退出。

为了确保另一接触装置161包围接触区段129，在实施例中，在横向于接触元件35的纵向轴线160的方向上，第一容座110例如被构造成比第二容座115宽。容座110、115的设计也能是不同的，取决于接触元件35的结构设计。

此外，接触元件35在第一纵向端部180能包括绝缘盖185，其例如借助于捕捉连接190连接到接触元件35。绝缘盖185也能被省略。

此外，接触装置15能具有护罩元件191，其被布置在第一容座110中并且其被连接到接触壳体30。护罩元件191包围接触元件35的接触区段129。护罩元件191被布置在距接触元件35一距离处。

接触壳体30在面向壳体25的侧上具有保持器件165。保持器件165将接触壳体30紧固到第二壳体区段60。此外，密封器件170能被设置在接触壳体30上，以便避免液体进入空间175中，空间175由壳体25和热沉50界定。

图3示出图1中所示的布置10的子部件的透视描绘；

抗旋转装置141在子区域195中的外周表面130上具有多边形设计。第二容座115被构造成在一些区段中与子区域195对应。这具有的优点在于，接触元件35在第二容座115中的旋转被可靠地避免。

汇流条20具有汇流条连结区段200。汇流条连结区段200被定向成例如与接触元件35的纵向轴线160垂直。汇流条连结区段200具有另一通路开口205。接触元件35以端面210邻靠汇流条连结区段200，端面210被布置在与第一纵向端180相反的第二纵向端206上。

环元件215例如被设置在汇流条连结区段200的与接触元件35相反的侧上。环元件215能被构造成垫圈。

连接件40穿过另一通路开口205并且将接触元件35和环元件206附接在汇流条连结区段200的相应相反侧上。

图4示出沿着图3中所示的切割平面b-b的、穿过图3中所示的接触元件35的截面视图。

接触元件35具有凹部220，其在与接触元件35的纵向轴线160平行的纵向方向上延伸。凹部220具有凹部基部225和在周边的凹部侧表面230。凹部220例如被构造成孔并且朝向接触元件35的第二纵向端206敞开。接触元件35具有第一连结区段235，其轴向地位于第二纵向端206和凹部220之间。凹部220在连结区段235处敞开。此外，凹部220被布置成径向地在接触表面135内侧。

第一连结区段235在内周表面上具有内螺纹239。相对于纵向轴线160，第一连结区段235被构造成比凹部220径向较宽。

图5示出沿着图3中所示的切割平面b-b的、穿过连接件40的截面视图。

连接件40具有管状区段240、第二连结区段245以及第三连结区段250。管状区段240被连接到第三连结区段250。在面向管状区段240的侧上，第二连结区段245被布置成径向向外地邻近第三连结区段250。

第二连结区段245在外周表面上具有外螺纹255。外螺纹255被构造成与内螺纹239对应。在连接件40在接触元件35上的安装状态中，第二连结区段245借助于外螺纹255被旋拧到内螺纹239中，并且可靠地确保端面210邻靠汇流条连结区段200。

管状区段240被布置在凹部220中。管状区段240被构造成沿直线延展。管状区段240也能是弯曲的。管状区段240在内侧界定连接件40的内通道区段260。

此外，连接件40具有第二通道区段265、第三通道区段270、第四通道区段275、第五通道区段280和第六通道区段285。在实施例中，通道区段260、265、270、275、280、285的数目是举例的。自然地，也能提供不同数目的通道区段260、265、270、275、280、285。

第二通道区段265被布置成邻近连接件40的第一入口70。第二通道区段280具有柱形构造。尽管第一通道区段260被布置成相对于纵向轴线160定中，但是第二通道区段265被布置成从纵向轴线160中心偏置并且从第一通道区段260中心偏置。第一通道区段260和第二通道区段265具有平行的取向并且被布置成在轴线方向上偏置。附接器件能被设置在第二通道区段265上，以便将第一连接管100以流体密封方式连接到第二通道区段265。

第三通道区段270被布置在第一通道区段260和第二通道区段265之间。第三通道区段270被布置成从相对于纵向轴线160径向向外到径向向内地倾斜延展到第一通道区段260和第二通道区段165。第三通道区段270将第二通道区段265和因而连接件40的第一入口70以流体方式连接到第一通道区段260。第三通道区段270也能被省略，例如，或者第三通道区段270能被布置成垂直于第一通道区段260和/或垂直于第二通道区段265。

第四通道区段275具有环形构造。第四通道区段275被径向地布置在管状区段240的外侧上。第四通道区段275在凹部220中的开口295处敞开。第四通道区段275和第一通道区段260被布置成在纵向方向上轴向重叠。轴向重叠被理解成意味着，两个部件，例如在实施例中第一通道区段260和第四通道区段275被投影在轴向轴线160被布置所在的投影平面中，其中部件在投影平面中彼此覆盖。

第五通道区段280被布置成邻近连接件40的第一出口75。第五通道区段280被布置成相对于纵向轴线160偏离中心。第五通道区段280具有柱形构造。此外，第五通道区段280被布置成与第二通道区段265轴向重叠并且从第二通道区段265侧向偏置。第五通道区段280被布置成平行于第二通道区段265延展。

此外，另一附接器件能被设置在第五通道区段280上，以便将第二连接管105以流体密封方式连接到第五通道区段280。

第六通道区段285被布置在第五通道区段280和第四通道区段275之间。第六通道区段285以流体方式将第五通道区段280连接到第四通道区段275。第六通道区段285被布置成倾斜地延伸到第五通道区段280。

图6和图7示出连接件40的透视图。

连接件40在第三连结区段250上能另外地具有工具廓形310。来自工具的扭矩能借助于工具廓形310被引入到连接件40中，以便将第二连结区段245旋拧到第一连结区段235中，并且供应夹持力以便在第二纵向端206处将接触元件35压靠在汇流条连结区段200上。在旋进期间的扭矩经由抗旋转装置141在后方被支撑在接触壳体30上。

图8示出沿着图3中所示的切割平面b-b的、穿过图3中所示的布置10的子部件的截面视图。

第一通道区段260的另一开口286在管状区段240的与凹部220中的凹部基部225相反的末端290处敞开。开口295被布置成在相对于纵向轴线260的轴线方向上从第一通道区段260的开口286偏置。

连接管240具有外周表面300。外周表面300被布置在距凹部侧表面230一距离处。凹部侧表面230与凹部基部225以及另一开口286和开口295之间的连接管240的外周表面300一起界定第一热交换器区段91。第一热交换器区段91经由第四至第六通道区段275、280、285以流体方式连接到连接件40的第一出口75。

此外，第一热交换器区段91经由第一至第三通道区段260、265、270在入口侧上以流体方式连接到连接件40的第一入口70。

图9示出沿着图1中所示的切割平面c-c的、穿过热沉50的冷却元件80的截面视图。

第二热交换器区段92被布置在冷却元件80中。第二热交换器区段92在冷却元件80内被以通道形状引导，例如在实施例中以u形状引导。第二热交换器区段92的其它设计也是可设想的。第二热交换器区段92以流体方式在入口侧上被连接到第二入口85并且在出口侧上被连接到冷却元件80的第二出口90。

当布置10在操作中时，另一接触装置161被连结到接触装置15。布置10用于在另一接触装置161和汇流条20之间以高的电流传输电能。在该过程中，接触元件35升温，特别是在另一接触装置161在接触表面135处之间的电接触的区域中。被引入接触元件35的热量因而被从接触元件35带走的原因在于，冷的热传递介质93经由连接件40的第一入口70被引入第二通道区段265中。第二通道区段265将冷的热传递介质93经由第三通道区段270和第一通道区段260引导到连接管240的末端290。热传递介质93在末端290处进入第一热交换器区段91。在第一热交换器区段91中，热传递介质93在连接管240的外周表面300之间的凹部220内被引导，朝向第四通道区段275的另一开口295。当沿着凹部基部225和凹部侧表面230流动时，热传递介质93从接触元件35吸收热并且升温。加热的热传递介质93经由另一开口295被从第一热交换器区段91带走，然后进入第二通道区段275。第四通道区域275的环形设计具有的优点在于，接触元件35的局部过热通过热传递介质93在凹部220内的均匀流动而得以避免。

加热的热传递介质93经由第六通道区段285被从第四通道区段275引导到第五通道区段280。加热的热传递介质93经由连接件40的第一出口75在第五通道区段280处进入第二连接管105。第二连接管105将加热的热传递介质93引导到冷却元件80的第二入口85。加热的热传递介质93在冷却元件80的第二入口85处进入冷却元件80。在第二热交换器区段92中，加热的热传递介质93将热散发到冷却元件80。冷却元件80经由冷却翅片81将热散发到布置10周围的环境82。被冷却的冷的热传递介质93在冷却元件80的第二出口90处从热交换器区段92出来，并经由第一连接管100被引导到连接件40的第一入口70。热传递介质93因而在回路中流动。

另外，运输装置(未在附图中示出)能被提供以便迫使热传递介质93在第一热交换器区段91和第二热交换器区段92之间的回路中流动，用于将热从接触元件35带走。该设计具有的优点在于，能从接触元件35带走特别高的热输入。提升装置能被布置在第一热交换器区段91的上游或者下游。

另外地或可替选地，也可能的是，热沉被布置成比第一热交换器区段高，使得由于加热的热传递介质93和冷的热传递介质之间的密度差，热传递介质在第一热交换器驱动91和第二热交换器92之间的回路中流动。

如果第二出口90被布置成低于第二入口85，则是特别有利的。

将绝缘材料用于连接管100、105以及用于热传递介质93，确保热沉50不被通电。

如果冷却单元被提供用于每个接触元件35，如果冷却元件80被堆叠状方式布置，则是非常有利的。冷却单元45能被相同地构造。

冷却的热传递介质93能借助于布置10的上述设计被直接引导到接触元件35的接触表面135内的最暖区域，使得即使高的电流被传输，接触元件35的过热也被可靠地避免。特别地，如果接触元件35具有铜作为材料，能确保从接触元件35特别高的热量携带。此外，上述冷却元件80的设计确保不用将另外的电绝缘供应到热沉50和接触元件35。

布置10因而特别适合用于插电式混合动力车辆和/或用于电动车辆。

尽管已经进一步说明并且通过优选示例性实施例描述了本发明，但是本发明不受所公开的示例的限制，并且本领域的普通技术人员能从公开的示例推导出其它变型，而不背离本发明的范围。特别地，可以设想个别特征被省略和/或设想特征被不同地布置。

附图标记

10布置

15接触装置

20电端子、汇流条、线缆插头

25壳体

30接触壳体

35接触元件

40连接件

45冷却单元

50热沉

55第一壳体区段

60第二壳体区段

61控制设备

65第一壳体区段的自由端

70(连接件的)第一入口

75(连接件的)第一出口

80冷却元件

81冷却翅片

82周围环境

85(冷却元件的)第二入口

90(冷却元件的)第二出口

91第一热交换器区段

92第二热交换器区段

93热传递介质

100第一连接管

105第二连接管

110第一容座

115第二容座

120通路开口

125捕捉器件

129接触区段

130(接触区段的)外周表面

135接触表面

140附接区段

141抗旋转装置

142偏置

145接收廓形

146另一偏置

150收缩部

155捕捉凸耳

160纵向轴线

161另一接触装置

165保持器件

170密封器件

175空间

180第一纵向端

185绝缘盖

190捕捉连接

195子区域

200汇流条连结区段

205另一通路开口

206第二纵向端

210另一端面

215环元件

220凹部

225凹部基部

230凹部侧表面

235第一连结区段

239内螺纹

240管状区段

245第二连结区段

250第三连结区段

255外螺纹

260第一通道区段

265第二通道区段

270第三通道区段

275第四通道区段

280第五通道区段

285第六通道区段

286另一开口

290末端

295开口

300连接管的外周表面

310工具廓形