Bimetallischer Ladekabelsteckverbinder für Hochspannungsanwendungen

Der Gegenstand betrifft einen Ladekabelsteckverbinder, ein Verfahren zu dessen Herstellung, eine Ladebuchse, sowie ein System zur Stromübertragung für Hochspannungsanwendungen.

Eine der größten Herausforderungen der Elektrifizierung der Automobilität liegt in der Minimierung der Ladezeiten der involvierten Energiespeicher. Der Tank eines herkömmlichen Fahrzeugs mit Verbrennungsmotor ist innerhalb weniger Minuten mit Brennstoff gefüllt, welcher ausreichend Energie für hunderte Kilometer Fahrdistanz enthält. Anders ist die Lage hingegen bei elektrischen betriebenen Fahrzeugen, bei denen üblicherweise ein elektrischer Akkumulator mit einer hohen Kapazität an einer Ladestation aufgeladen werden muss. Um den Akkumulator möglichst schnell aufzuladen, vorzugsweise deutlich schneller, als dieser nachher im Fährbetrieb entladen wird, werden hohe Ströme und Spannungen eingesetzt.

Um die notwendigen hohen Ladeleistungen aus der Ladestation in den Fahrzeugakkumulator zu befördern, muss die gesamte Übertragungsstrecke von Ladestationsbuchse über fahrzeugseitige Buchse bis zum Akkumulator sehr gut elektrisch leiten. Insbesondere müssen alle Übergänge zwischen den Einzelkomponenten der Übertragungsstrecke besonders geringe Übergangswiderstände aufweisen.

Trotz geringer Übergangswiderstände entstehen insbesondere an Übergabepunkten zwischen Ladesäulen und Fahrzeugen, also insbesondere in Ladebuchsen und deren Umgebung, hohe Joule'sche Verlustleistungen. Dies ist durch die hohen Ladeströme und -Spannungen begründet. Die entstehende Wärme muss von den involvierten Komponenten zunächst aufgenommen werden, ohne dass durch Überhitzung Schäden entstehen. Es ist also eine hohe Wärmekapazität der Komponenten no1 muss die Wärme abgegeben werden. Hierfür ist ein geringer thermischer Widerstand zur Umgebung gewünscht.

Gleichzeitig unterliegt die Automobilbranche einem starken Kostendruck, sowie einem Streben nach möglichst geringem Gewicht aller verwendeten Komponenten.

Aufgabe der Erfindung war somit unter anderem, einen thermisch sowie elektrisch besonders gut leitenden Übergang zwischen einer Ladebuchse und einem fahrzeugseitigen Energieleiter bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Ladekabelsteckverbinder nach Anspruch 1, ein Verfahren zu dessen Herstellung nach Anspruch 35, eine Ladebuchse nach Anspruch 39 sowie ein System nach Anspruch 41.

Ein Aspekt betrifft einen Ladekabelsteckverbinder. Dieser kann Teil einer Ladebuchse sein und/oder auch für sich allein gebildet sein.

Der Steckverbinder umfasst zumindest ein Verbindungselement aus einem elektrisch leitenden Material, insbesondere aus einem Metallwerkstoff. Das Verbindungselement kann in dem Ladekabelsteckverbinder angeordnet sein. Teile des Ladekabelsteckverbinders können das Verbindungselement zumindest teilweise umschließen.

Für ein Verbindungselement lässt sich eine Längsachse definieren. Die Längsachse erstreckt sich insbesondere im Wesentlichen entlang der Richtung der größten räumlichen Ausdehnung des Verbindungselements.

Das gegenständliche Verbindungselement umfasst zumindest zwei einander gegenüberliegende Stirnflächen. Diese können im Wesentlichen flach sein. Möglich ist auch eine von einer flachen Form abweichende Oberfläche zumindest einer der Stirnflächen, beispielsweise eine abgerundete Form, eine zugespitzte Form, beispielsweise eine kegelförmige oder eine satteldachförmige Zuspitzung oder eine andere Oberflächenform der Stirnflächen.

Eine Stirnfläche kann entlang der Längsachse das Ende des Verbindungselements darstellen. Auch kann über die Stirnfläche ein Teil des Verbindungselements hinausragen.

Ausgehend von einer ersten Stirnfläche des Verbindungselements erstreckt sich ein erster Bereich des Verbindungselements zu einem Mittenbereich des Verbindungselements. Ausgehend von einer zweiten Stirnfläche, die der ersten Stirnfläche gegenüber liegt, erstreckt sich ein zweiter Bereich des Verbindungselements zu dem Mittenbereich des Verbindungselements.

Der Mittenbereich des Verbindungselements kann eine Erstreckung in Längsrichtung des Verbindungselements haben. Der Mittenbereich kann dabei Teile des ersten und/oder des zweiten Bereichs umfassen. Auch kann der Mittenbereich einen von dem ersten und zweiten Bereich verschiedenen weiteren Bereich des Verbindungselements definieren. Der Mittenbereich kann im Wesentlichen auf halber Länge des Verbindungselements entlang der Längsachse liegen. Auch kann der Mittenbereich zu einer der Stirnflächen weiter entfernt angeordnet sein als zu der jeweils anderen Stirnfläche.

Der erste Bereich des Verbindungselements kann neben der ersten Stirnfläche eine weitere Stirnfläche aufweisen. Diese weitere Stirnfläche kann im Wesentlichen abgewandt von der ersten Stirnfläche ausgerichtet sein. Die weitere Stirnfläche weist in Richtung des zweiten Bereichs. Die weitere Stirnfläche kann im Wesentlichen flach geformt sein. Möglich ist auch eine von einer flachen Form abweichende Oberfläche der weiteren Stirnfläche, beispielsweise eine abgerundete Form, eine zugespitzte Form, insbesondere eine kegelförmige, gestufte und/oder satteldachförmige Zuspitzung oder eine andere Oberflächenform der weiteren Stirnfläche. Der erste Bereich zumindest eines der Verbindungselemente ist insbesondere aus einem ersten Material geformt. Der zweite Bereich des zumindest einen Verbindungselemente ist insbesondere aus einem zweiten Material geformt.

Das erste und/oder das zweite Material kann insbesondere ein elektrisch leitendes Material sein. Der erste und/oder zweite Bereich des Verbindungselements kann insbesondere aus einem Vollmaterial gebildet sein. Auch möglich ist, dass der erste und/oder zweite Bereich des Verbindungselements aus einem Kompositmaterial, welches mehrere unterschiedliche Komponenten verschiedener Materialien umfasst, gebildet ist.

Das erste und/oder das zweite Material kann insbesondere ein Metallwerkstoff sein. Das erste Material wird deshalb im Folgenden auch mit dem ersten Metallwerkstoff bezeichnet. Das zweite Material kann als zweiter Metallwerkstoff bezeichnet werden.

Das erste und/oder das zweite Material kann beispielsweise Kupfer, eine Kupferlegierungen, Aluminium, eine Aluminiumlegierung oder Kombinationen hieraus sein. Auch können Metallwerkstoffe wie beispielsweise Stahl, Messing, Gold, oder vergleichbare andere Metallwerkstoffe zum Einsatz kommen.

Das zweite Material kann von dem ersten Material verschieden sein. Insbesondere kann das erste Material ein erster Metallwerkstoff sein, während das zweite Material ein von dem ersten verschiedener zweiter Metallwerkstoff ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der erste Bereich des Verbindungselements aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung geformt, während der zweite Bereich des Verbindungselements aus Kupfer oder einer Kupferlegierung geformt ist.

Für die elektrisch und thermisch üblicherweise besonders stark belasteten Verbindungselemente, welche beispielsweise eine Ladebuchse mit dem Fahrzeug internen Energieversorgungnetz verbinden, werden herkömmlich vollmassive Kupferelemente eingesetzt. Es sind damit üblicherweise Verbindungselemente aus einem einzigen Werkstoff.

Diese müssen einerseits an die standardisierte Geometrie der Ladeboxen angepasst sein, und andererseits eine ausreichend hohe Wärmekapazität und -leitfähigkeit aufweisen. Um die hohen Anforderungen an den Wärmetransport und die Wärmeaufnahme erfüllen zu können, werden herkömmliche Verbindungselemente häufig mit einem hohen Materialvolumen in zumindest einem Teilbereich realisiert. Die Bereitstellung von Verbindungselementen ist demzufolge mit einem hohen Materialkostenaufwand verbunden. Dies gilt umso mehr, wenn massives Kupfer verwendet wird, welches ein verhältnismäßig teurer Metallwerkstoff, beispielsweise verglichen mit Aluminium, ist.

Die komplexe Form des Verbindungselements - einerseits angepasst an Ladebuchsengeometrien, andererseits ausreichend großvolumig für den Wärmetransport und die Wärmeaufnahme - geht mit aufwändigen Herstellungsverfahren einher, welche die Kosten der Verbindungselemente zusätzlich zu den Materialkosten weiter in die Höhe treiben.

Gegenständlich wurde erkannt, dass die Bereitstellung eines Verbindungselements aus zwei verschiedenen Materialien, insbesondere zwei verschiedenen Metallwerkstoffen, vorteilhaft ist.

Insbesondere wurde erkannt, dass nicht alle Bereiche des Verbindungselements gleich stark thermisch belastet werden. Auch wurde erkannt, dass sich Wärme innerhalb des Verbindungselements verteilt, sodass es ausreicht, dass Teilbereiche eine hohe spezifische Wärmeleitfähigkeit aufweisen. Auch wurde erkannt, dass es für eine ausreichende Wärmeabgabe ausreichend ist, wenn Teilbereiche des Verbindungselements eine hierfür ausreichend hohe Oberfläche aufweisen. Insbesondere die Teile des Verbindungselements, welche der Aufnahme von Wärme und dem Wärmeabtransport dienen, müssen nicht aus einem elektrisch und/oder thermisch besonders gut leitenden Material geformt sein. Gegenständlich wurde erkannt, dass die Form dieser Bereiche einen großen Einfluss auf ihre Möglichkeit hat, Wärme zu transportieren, aufzunehmen und abzugeben. Die Wahl der Form kann dementsprechend eine verhältnismäßig geringe Wärmeleitfähigkeit eines Materials ausgleichen.

Üblicherweise werden die für Wärmemanagementvorgesehenen Bereiche eines Verbindungselements mit einem im Vergleich zu anderen Bereichen des Verbindungselements erhöhten Volumen ausgestattet. Gegenständlich wurde erkannt, dass die Wahl des Materials dieser großvolumigen Bereiche dementsprechend einen hohen Einfluss auf die Eigenschaften des gesamten Verbindungselements hat. Beispielsweise kann ein leichtes und günstiges Material zu einer deutlichen Reduktion des Gewichts und der Kosten des gesamten Verbindungselements führen. Die hierin beschriebenen Bereiche können beispielsweise mit dem ersten Bereich des gegenständlichen Verbindungselements identifiziert werden. Der erste Bereich des gegenständlichen Verbindungselements kann dementsprechend unter anderem als Kühlelement angesehen werden.

Darüberhinausgehend wurde erkannt, dass die Teile des Verbindungselements, welche bedingt durch die Steckergeometrie existierender Ladesysteme einen verglichen mit anderen Bereichen des Verbindungselements geringen Querschnitt aufweisen, vorteilhafterweise aus einem gut leitenden Material hergestellt werden. Da diese Elemente außerdem mit Kontaktteilen in mechanischen Kontakt kommen, sind geringe Übergangswiderstände auch bei geringen Anpressdrücken gewünscht. Durch die Wahl eines gut leitenden Materials wird vermieden, dass in Kontaktregionen mit ohnehin im Vergleich zum restlichen Verbindungselement geringem Leiterquerschnitt aufgrund Ohm'scher Verluste eine übermäßige Aufheizung resultiert. Diese Bereiche des Verbindungselements weisen üblicherweise ein verglichen mit dem Gesamtvolumens des Verbindungselements geringes, insbesondere weniger als 50% ausmachendes, Volumen auf. Deshalb können diese Bereiche aus einem schwereren, teureren, gut leitenden Material geformt sein, verglichen mit dem Material anderer Teile des Verbindungselements. Die mittleren Eigenschaften des

Verbindungselements werden hierdurch nicht übermäßig zu beeinträchtigen. Der hier beschriebene Bereich kann beispielsweise mit dem zweiten Bereich des gegenständlichen Verbindungselements identifiziert werden. Der zweite Bereich des gegenständlichen Verbindungselements kann dementsprechend zumindest unter anderem als Kontaktbereich angesehen werden.

Eine Gestaltung des Verbindungselements aus zwei verschiedenen Materialien ist aus den oben genannten Gründen folglich möglich. Eine derartige Gestaltung führt insbesondere zu einem besonders günstigen und leichten Verbindungselement. Dies wird in der Regel dadurch realisiert, dass eines der beiden Materialien besonders leicht und günstig ist. Gleichzeitig wird die thermische und elektrische Leitfähigkeit, sowie die Möglichkeit Wärme abzugeben, nicht stark beeinträchtigt.

Verglichen einer Gestaltungsart des Verbindungselements, bei der lediglich ein einziges Material verwendet wird, kann somit gleichzeitig eine ausreichend hohe Wärmeleitfähigkeit und Wärmeabgabefähigkeit in jedem Bereich des Verbindungselements realisiert werden. Gleichzeitig bleiben die Kosten und das Gewicht gering.

Konkret kann ein Verbindungselement mit einem zweiten Bereich aus Kupfer und einem ersten Bereich aus Aluminium leichter und günstiger ausfallen als ein Verbindungselement, welches vollständig aus Kupfer gefertigt ist. Wäre das Verbindungselement ausschließlich aus Aluminium geformt, würden Nachteile erwachsen, welche durch die bimetallische Ausführung vermieden werden. Die im Vergleich zu Kupfer reduzierte Wärmeleitfähigkeit des Aluminiums würde insbesondere in Bereichen des Verbindungselements mit geringen Querschnitt zu einem hohen elektrischen und thermischen Widerstand führen. Eine starke lokale Aufheizung beim Ladevorgang wäre die Folge. Gleichzeitig wären die Bereiche, welche bei Benutzung des Verbindungselements wiederholt in Kontakt mit leitenden Elementen gebracht werden, den dabei auftretenden mechanischen Belastungen nicht gewachsen. Denn Aluminium ist weicher als beispielsweise das üblicherweise verwendete Kupfer.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann der erste Metallwerkstoff also Aluminium oder eine Aluminiumlegierung umfassen, während der zweite Metallwerkstoff Kupfer oder eine Kupferlegierung umfasst. Der erste Bereich kann folglich aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen geformt sein, während der zweite Bereich aus Kupfer oder Kupferlegierungen geformt ist.

Der erste Bereich kann somit unter andrem der Wärmeaufnahme und Wärmeabgabe in die Umgebung dienen. Der zweite Bereich kann somit beispielsweise der Aufnahme von mechanischen Kräften, welche beispielsweise bei der Verbindung mit anderen Elementen auftreten, dienen. Auch kann der zweite Bereich durch seine im Vergleich zum ersten Bereich höhere spezifische Wärmeleitfähigkeit der Weiterleitung von Wärme in den ersten Bereich dienen. Der zweite Bereich kann des Weiteren durch geringe Übergangswiderstände zu kontaktierenden Elementen die Entstehung von Joul’schen Verlustleistungen minimieren.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Querschnitt des ersten Bereichs zumindest eines der Verbindungselemente größer als der Querschnitt des zweiten Bereichs des Verbindungselements. Alternativ können die Querschnitte der beiden Bereiche auch im Wesentlichen übereinstimmen. Der Bereich kann auch einen größeren Querschnitt als der erste Bereich aufweisen.

Der Querschnitt eines Bereichs eines Verbindungselements ist im Wesentlichen senkrecht zur Längserstreckung des Verbindungselements zu bestimmen. Ein größerer Querschnitt geht unter anderem mit einem erhöhten Materialvolumen einher und damit mit einer erhöhten Wärmekapazität des Verbindungselements. Wenn ein erster Querschnitt größer als ein zweiter Querschnitt angegeben ist, kann vorliegend gemeint sein, dass die Querschnittsfläche des ersten Querschnitts größer als die Querschnittsfläche des zweiten Querschnitts ist. Ach kann gemeint sein, dass der erste Querschnitt in zumindest einer Richtung einen höheren Durchmesser aufweist als der zweite Querschnitt. Auch gemeint sein kann, dass der erste Querschnitt den zweiten Querschnitt vollständig einhüllen kann.

In einer eigenständig erfinderischen Ausführungsform kann der Querschnitt des ersten Bereichs zumindest eines der Verbindungselemente zumindest bereichsweise einen längeren Umriss aufweisen als die Einhüllende des Querschnitts. Die Länge des Umrisses kann verstanden werden als die Länge der Linie, welche entlang des Umrisses verläuft.

Gleichermaßen kann der Querschnitt eine geringere Fläche aufweisen, als die Einhüllende des Querschnitts.

Die Einhüllende zu einer gegebenen zweidimensionalen ersten Form kann insbesondere als die Form verstanden werden, welche die gegebene erste Form vollständig einhüllt und zugleich konvex ist. Die Einhüllende ist folglich konvex. Bei einer konvexen Form liegen alle Sekanten, also Strecken zwischen zwei Punkten auf dem Umriss der Form, innerhalb der Form bzw. scheiden die Form.

Insbesondere kann der Querschnitt des ersten Bereichs zumindest eines der Verbindungselemente zumindest bereichsweise von einer konvexen Form abweichen. Beispielsweise kann ein Teilbereich des Querschnittes konkav geformt sein. Beispielhafte zumindest teilweise konkave Querschnittformen können eine sternförmige, eine lamellenförmige, eine gezackte, eine gewellte, eine kreuzförmige, eine nierenförmige, oder eine anderweitig zumindest bereichsweise konkav geformte Querschnittsform sein. Beispielsweise kann der Querschnitt zumindest eine oder mehrere Erhebungen aufweisen. Die Erhebung kann beispielsweise im Wesentlichen von dem Mittelpunkt und/oder Schwerpunkt des Querschnitts wegweisen. Beispielsweise kann die Erhebung die Form eines Zacken, eines Dreiecks, einer Wölbung, eines Rechtecks, oder eine Kombination hieraus einnehmen.

Durch eine zumindest teilweise konkave Form des Querschnitts über zumindest einen Teil des ersten Bereichs entlang der Längsachse des Verbindungselements kann erreicht werden, dass die Oberfläche des ersten Bereichs in diesem Teil besonders groß ist. Diese Oberfläche ist insbesondere ein Teil der Mantelfläche des ersten Bereichs. Insbesondere kann die Oberfläche größer sein als bei einem ersten Bereich mit einem konvexen Querschnitt der gleichen Querschnittsfläche wäre.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann der erste Bereich eines der Verbindungselemente zumindest eine Kühlrippe aufweisen. Eine Kühlrippe kann hierbei Querschnitt des ersten Bereichs als eine von dem ersten Bereich radial abstehende Erhebung definiert werden. Beispielsweise kann die Erhebung im Querschnitt die Form eines Dreiecks, eines Rechteck, oder einer ähnlichen Form definiert werden.

In einer Ausführungsform kann sich zumindest eine oder mehrere oder auch alle der Kühlrippen zumindest eines der Verbindungselemente zu ihrer von dem ersten Bereich wegweisenden Seite hin verjüngen. Hierdurch wird eine hohe Stabilität im Bereich des Übergangs zwischen erstem Bereich und der Kühlrippe realisiert. Gleichzeitig zeichnen sich verjüngende Kühlrippen in ihrem verjüngten Endbereich durch ein besonders hohes Verhältnis von Oberfläche zu Volumen aus. Hierdurch wird die Wärmeabgabe von der Kühlrippe in die Umgebung und damit von dem Verbindungselement die Umgebung begünstigt. Auch können die Kühlrippen eine im Wesentlichen konstante Breite ohne Verjüngung aufweisen. Eine Kühlrippe kann sich in ihrem Querschnitt durch ein großes Verhältnis zwischen Umrisslänge und Fläche auszeichnen. Insbesondere kann das Verhältnis zwischen dem Viertel der Länge des Umrisses und der Quadratwurzel aus der Fläche der Kühlrippe größer als 1,5 oder 2 sein. In einer anderen Definition kann beispielsweise die Hauptachse des Querschnitts der Kühlrippe um einen Faktor von zumindest 2, 3, 4, 5, 10, oder mehr länger sein als Nebenachse des Querschnitts der Kühlrippe.

In einer Ausführungsform kann die Länge der Kühlrippen entlang des Umkreises des Querschnitts des ersten Bereichs variieren. Beispielsweise können die Kühlrippen auf einer Seite des Querschnitts im Mittel und/oder in Summe kürzer sein als auf der der ersten Seite gegenüberliegenden Seite des Querschnitts. Durch die Länge der Kühlrippen kann die Wärmeabgabe gesteuert werden. Die Seite des ersten Bereichs, welche längere Kühlrippen aufweist als eine andere Seite, kann eine höhere Wärmeabgabe in die Umgebung erzielen.

Beispielsweise können Kühlrippen auch nur auf einer Seite, beispielsweise in einem Kreisbogenabschnitt von beispielsweise bis zu 45°, 60°, 75°, 90°, 135° oder 180° angeordnet sein. Eine Seite des Querschnitts des ersten Bereichs kann somit frei von Kühlrippen sein. Diese Seite kann beispielsweise einen Winkel von mindestens 180°, 225°, 270°, 285°, 300° oder 315° spannen. In

Die zumindest eine Kühlrippe kann insbesondere im Wesentlichen parallel zur Längsachse des Verbindungselements verlaufen.

Beispielsweise kann der Querschnitt des ersten Bereichs und/oder der Kühlrippe entlang der gesamten Länge des ersten Bereichs entlang der Längsachse des Verbindungselements im Wesentlichen konstant bleiben. Hierdurch ergibt sich eine einfache Herstellungsmöglichkeit des ersten Bereichs in einem Stranggussprozess, Extrusionsprozess, oder ähnlicher kontinuierlicher Herstellungsverfahren, bei denen ein Erzeugnis (beispielsweise ein Halbzeug) in mit konstantem Querschnitt entlang einer Längsrichtung hergestellt wird. In einer Ausführungsform kann sich die Kühlrippe beispielsweise im Wesentlichen entlang der gesamten Länge des ersten Bereichs erstrecken. Die Kühlrippe kann auch entlang der Längsachse des Verbindungselements unterbrochen sein. Die von dem ersten Bereich abstehende Kühlrippe kann also eine Lücke aufweisen. Hierdurch kann die Oberfläche der Kühlrippe weiter gesteigert werden.

In einer Ausführungsform sind mehrere derartige Kühlrippen an dem ersten Bereich angeordnet.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind Kühlrippen umlaufend um den ersten Bereich herum angeordnet. Hiermit kann insbesondere gemeint sein, dass im Querschnitt senkrecht zur Längsachse des Verbindungselements allseitig abstehende Kühlrippen vorgesehen sind. Beispielsweise können zumindest 5, 10, 15 und/oder mehr Kühlrippen an dem ersten Bereich angeordnet sein.

Die Kühlrippen können sich über den Umkreis des ersten Bereichs im Wesentlichen regelmäßig, d. h. mit zueinander im Wesentlichen gleichen Winkelabschnitten verteilen. Auch können die Kühlrippen um den ersten Bereich herum verschieden nah aneinander angeordnet sein.

In einer bevorzugten Ausführungsform können sich die Kühlrippen zumindest eines der Verbindungselemente voneinander in ihrer Länge senkrecht zur Längsachse des Verbindungselements unterscheiden.

Zur Beschreibung der Kühlrippenverteilung um den ersten Bereich können zumindest zwei Kreisabschnitte des Querschnitts des ersten Bereichs definiert werden. Die Kreisabschnitt sind beispielsweise um den Mittelpunkt, beispielsweise den geometrischen Schwerpunkt des Querschnitts des ersten Bereichs angeordnet. Beispielsweise kann der erste Bereich in zwei halbkreisförmige Kreisabschnitte halbiert werden. Auch können andere Kreisabschnitte definiert werden, beispielsweise ein erste Kreisabschnitt von 90° und ein zweiter mit 270°, welche sich nicht überlappen und jeweils einen zusammenhängenden Kreisabschnitt definieren. Auch können mehr Kreisabschnitte als zwei definiert werden. Die Eigenschaften der Kühlrippen können nun zwischen den Kreisabschnitten verglichen werden. Die Eigenschaften der Kühlrippen können sich zwischen zwei gegebenen Kreisabschnitten unterscheiden.

Beispielhafte Eigenschaften der Kühlrippen in einem Kreisabschnitt sind die Länge der längsten Kühlrippe, die Fläche der größtflächigen Kühlrippe, die Anzahl der Kühlrippen, die durchschnittliche Länge der Kühlrippen, die durchschnittliche Querschnittsfläche der Kühlrippen, die durchschnittliche Umrisslänge der Kühlrippen.

Der Querschnitt des ersten Bereichs des gegenständlichen Verbindungselements lässt sich nun der Einfachheit halber in zwei, einen ersten und einen zweiten, jeweils 180° umspannende, einander nicht überlappende Kreisabschnitte einteilen. Die beiden Kreisabschnitte sind in diesem Falle also Halbkreise. Gegenständlich können die Kühlrippen im Querschnitt für zumindest eine derartige Aufteilung des Querschnitts des ersten Bereichs des Verbindungselements in dem ersten Kreisabschnitt zahlreicher, länger, höherflächig und/oder länger in ihrem Umriss sein als die Kühlrippen in dem zweiten Kreisabschnitt.

Die Eigenschaften Länge, Fläche, Umrisslänge können hierbei über die Kühlrippen in dem jeweiligen Kreisabschnitt beispielsweise gemittelt oder summiert werden.

Die Abgrenzung zwischen einer jeweiligen Kühlrippe und dem Rest des ersten Bereichs des Verbindungselements im Querschnitt kann beispielsweise so vorgenommen werden, dass der Querschnitt des ersten Bereichs mit einer konvexen Fläche mit maximaler Fläche gefüllt wird. Die konvexe Fläche ist vollständig innerhalb des Querschnitts des ersten Bereichs enthalten. Die konvexe Fläche und der Umriss des Querschnitts berühren sich in zwei oder mehr Punkten. Die Teile des Querschnitts des ersten Bereichs, welche nicht innerhalb dieser konvexen Fläche liegen, können als Kühlrippen angesehen werden. Diese Definition einer Kühlrippe im Querschnitt kann für alle Aspekte des Gegenstands herangezogen werden.

Durch die Dimensionierung der Kühlrippen lässt sich der Querschnitt des ersten Bereichs formen. Hierbei kann wieder zum einen die Einhüllende des Querschnitts des ersten Bereichs betrachtet werden. Durch die verschiedenen langen, breiten, voneinander beabstandeten oder anderweitig verschiedenen Kühlrippen kann eine asymmetrische Form der Einhüllenden erreicht werden. Insbesondere kann dies eine, asymmetrische, rotationsasymmetrische, achsasymmetrische, oder anderweitig von einer symmetrischen Form abweichende Form der Einhüllenden sein.

Auch kann hierbei der tatsächliche Querschnitt des ersten Bereichs betrachtet werden. Auch dieser kann durch die in ihrer Länge voneinander verschiedenen Kühlrippen eine asymmetrische Form aufweisen. Insbesondere kann der Querschnitt eine asymmetrische, rotationsasymmetrische, achsasymmetrische, oder anderweitig von einer symmetrischen Form abweichende Form aufweisen.

Der Querschnitt des ersten Bereichs kann größer sein als der Querschnitt des zweiten Bereichs. Der Querschnitt ist hierbei im Wesentlichen senkrecht zur Längserstreckung des Verbindungselements zu bestimmen. Ein größerer Querschnitt geht unter anderem mit einem erhöhten Materialvolumen einher und damit mit einer erhöhten Wärmekapazität des Verbindungselements.

Der Querschnitt des ersten Bereichs zumindest eines der Verbindungselemente kann im Wesentlichen konstant entlang der Längsachse des Verbindungselements sein. Der Querschnitt des zweiten Bereichs zumindest eines der Verbindungselemente, insbesondere des Verbindungselements, kann im Wesentlichen konstant entlang der Längsachse des Verbindungselements sein.

Für ein Verbindungselemente lässt sich eine Steckrichtung definieren. Diese kann insbesondere im Wesentlichen parallel zur Längsachse des Verbindungselements definiert sein und sich ausgehend von dem ersten Bereich zum zweiten Bereich des Verbindungselements erstrecken.

In der ersten Stirnfläche des Verbindungselements kann erstes Befestigungselement angeordnet sein.

Das erste Befestigungselement kann insbesondere als eine erste Ausnehmung geformt sein. Diese kann sich dazu eignen, einen Anschlussbolzen aufzunehmen. Die erste Ausnehmung kann sich parallel zur Längsachse des Verbindungselements in Richtung des Mittenbereichs des Verbindungselements erstrecken. Die erste Ausnehmung kann einen im Wesentlichen runden Querschnitt haben, auch kann der Querschnitt elliptisch, eckig, insbesondere dreieckig, viereckig, fünfeckig oder mehreckig geformt sein.

Der Querschnitt der erste Ausnehmung kann entlang der Längsachse im Wesentlichen konstant sein. Auch kann sich der Querschnitt insbesondere entlang der Längsachse in Richtung des Mittenbereichs des Verbindungselements verjüngen, insbesondere linear, sodass der Querschnitt mit zunehmender Eindringtiefe der ersten Ausnehmung in den ersten Bereich des Steckverbinders linear abnimmt. Der Querschnitt einer ersten Ausnehmung kann senkrecht zur Erstreckungsrichtung der ersten Ausnehmung, beispielsweise senkrecht zur Längsachse des Verbindungselements, zu allen Seiten gleichmäßig abnehmen. Auch kann der Querschnitt in einer Richtung senkrecht zur Längsachse stärker abnehmen als in einer anderen Richtung. Insbesondere kann auf diese Art eine Asymmetrie der ersten Ausnehmung erreicht werden, die ein Einstecken eines entsprechend geformten Bolzens nur in einer Winkelstellung um die Längsachse des Verbindungselements erlaubt.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die erste Ausnehmung konisch geformt. Als erstes Befestigungselement kann beispielsweise ein Sackloch vorgesehen sein, insbesondere mit einem Innengewinde. Das Sackloch kann sich ausgehend von der Stirnfläche ausgehend in das Verbindungselement hinein erstrecken.

Auch kann in der ersten Ausnehmung zumindest eines der Verbindungselemente ein Sackloch vorgesehen sein. Insbesondere kann in dem Sackloch ein Gewinde vorgesehen sein. Das Sackloch kann in dem ersten Bereich enden. Auch ist es in manchen Fällen möglich, dass das Sackloch in den zweiten Bereich hineinragt. Das Sackloch, insbesondere mit Gewinde, ermöglicht eine feste Verschraubung eines Anschlusselements wie beispielsweise eines Anschlussbolzens in der ersten Ausnehmung. Ein hoher Anpressdruck zwischen Bolzen und ersten Ausnehmung kann erreicht werden. Somit kann ein besonders niederohmiger Übergang zwischen einem Anschlussbolzen und dem Verbindungselement hergestellt werden.

Das erste Befestigungselement kann alternativ zu einer Ausnehmung ebenfalls ein Bolzen, ein Gewindebolzen und/oder eine Öse oder ein anderes, insbesondere von der Stirnfläche wegweisendes Befestigungselement angeordnet sein. Das Befestigungselement kann sich beispielsweise in Längsrichtung des Verbindungselements erstrecken.

An dem Verbindungselement kann ein Anschlusselement befestigt werden. Beispielsweise kann das Anschlusselement ein Anschlussbolzen sein. Auch kann das Anschlusselement beispielsweise eine Stromschiene und/oder ein Kabelschuh sein. Insbesondere der erste Bereich des Verbindungselements kann dazu dienen, ein Anschlusselement damit zu verbinden. Weist beispielsweise das Verbindungselement eine Ausnehmung mit Innengewinde auf, kann ein Anschlusselement, welches ein Durchgangsloch aufweist, damit verbunden, insbesondere verschraubt werden.

Das Verbindungselement kann auf verschiedene Arten und Weisen mit Anschlusselement verbunden werden. Diese sind, wie oben beispielhaft aufgeführt, eine kraftschlüssige Verbindung, beispielsweise mittels einer Verschraubung. Auch möglich ist eine stoffschlüssige Verbindung, beispielsweise mittels Verschweißen, eines Lötvorganges, oder anderer stoffschlüssiger Fügeverfahren.

Insbesondere in Kombination mit einer sich verjüngenden, insbesondere konischen Ausnehmung kann ein sich ebenfalls verjüngender, insbesondere konischer Anschlussbolzen in der Ausnehmung mittels des Gewindes im Sackloch und einer Schraube dauerhaft fest und gut leitend verbunden werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Verbindungselement an seiner zweiten Stirnfläche ein zweites Befestigungselement auf.

Das zweite Befestigungselement kann beispielsweise eine zweite Ausnehmung sein. Die zweite Ausnehmung kann ohne Vorliegen der oben beschriebenen ersten Ausnehmung an dem Verbindungselement vorgesehen sein. Die zweite Ausnehmung kann sich insbesondere hin zum Mittenbereich verjüngen. Die zweite Ausnehmung kann auch einen im Wesentlichen konstanten Querschnitt entlang der Längsachse des Verbindungselements aufweisen. Die zweite Ausnehmung kann auch ein Gewinde, insbesondere ein Innengewinde, beispielsweise an der inneren Mantelfläche der zweiten Ausnehmung, in aufweisen. In einer weiteren Ausgestaltung können insbesondere in der zweiten Ausnehmung zumindest einer oder mehrere Federkontakte vorgesehen sein.

Das zweite Befestigungsmittel kann beispielsweise alternativ zu einer zweiten Ausnehmung auch ein Bolzen, Gewindebolzen o. ä. sein. Insbesondere kann der zweite Bereich selbst als Bolzen fungieren.

Der zweite Bereich zumindest eines der Verbindungselemente kann beispielsweise als Stift geformt sein.

Der zweite Bereich zumindest eines der Verbindungselemente kann als Buchse geformt sein, insbesondere als Hülse mit Boden. Beispielsweise kann die Buchse eine Öffnung aufweisen. Die Öffnung kann als die oben beschriebene zweite Ausnehmung geformt sein.

Beispielsweise kann an dem zweiten Bereich, insbesondere der zweiten Stirnfläche, eine Führungsspitze angeordnet sein. Eine Führungsspitze kann sich in Richtung der Längsachse des Verbindungselements über die zweite Stirnfläche hinaus erstrecken. Die Führungsspitze weist einen geringeren Durchmesser auf als der Bereich des zweiten Bereichs auf der der Führungsspitze abgewandten Seite der Stirnfläche. Insbesondere kann die Führungsspitze eine Erhebung, insbesondere eine Verdickung und/oder eine Vertiefung, Insbesondere eine umläufige Verdickung und/oder Vertiefung aufweisen. Eine Verdickung und/oder Vertiefung kann dazu dienen, ein Element auf der Führungsspitze zu befestigen.

Insbesondere kann auf dem stirnseitigen Ende des zweiten Bereichs, insbesondere auf der Führungsspitze, eine Kappe aus einem nichtleitenden Material angeordnet sein. Diese kann insbesondere kraft und/oder formschlüssig an der dem zweiten Bereich, insbesondere an der Führungsspitze angeordnet sein. Insbesondere kann eine Vertiefung und/oder Verdickung der Führungsspitze in eine Verdickung und/oder Vertiefung der Kappe eingreifen. Die Kappe kann beispielsweise aus Kunststoff, Silikon und/oder einem anderen nichtleitenden Material geformt sein. Insbesondere kann die Kappe zumindest im Übergang zu dem zweiten Bereich im Wesentlichen den gleichen Querschnitt haben, wie der an die Kappe angrenzende Bereich des Verbindungselements. Somit kann eine Kante am Übergang zwischen Kappe und Verbindungselement verhindert werden. Auch kann die Kappe einen geringeren Querschnitt als der zweite Bereich des Verbindungselements im Bereich des Verbindungselements, der an die Kappe angrenzt, aufweisen. Die dem Verbindungselement in abgewandte Stirnfläche der Kappe kann im Wesentlichen flach sein, auch kann eine abgerundete Form der Stirnfläche vorgesehen sein. Der gegenständliche Steckverbinder kann sowohl als Teil eines Steckers als auch als Teil einer Buchse fungieren. Sowohl der erste Bereich als auch der zweite Bereich können jeweils als eine Ausnehmung und/oder als ein Steckelement geformt sein.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der erste Bereich zumindest eines der Verbindungselemente stranggepresst und/oder extrudiert sein. Hierbei kann beispielsweise die Querschnittsform des ersten Bereichs des Verbindungselements definiert werden. Auf diese Art kann beispielsweise ein Querschnitt mit einer oder mehreren Kühlrippen erreicht werden.

Die Herstellung eines Bereichs, insbesondere des ersten Bereichs, zumindest eines der Verbindungselemente auf diese Art und Weise ermöglicht eine besonders günstige Herstellungsart. Hierbei wurde erkannt, dass der erste Bereich wenige oder im Wesentlichen keine Variation des Querschnitts entlang der Längsachse des Verbindungselements benötigt. Dementsprechend eignet sich ein Herstellungsverfahren wie oben genannt, um auf günstige Art und Weise einen ersten Bereich mit komplexen Querschnitt, welcher entlang der Längsachse des Verbindungselements im Wesentlichen konstant ist, herzustellen.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann der zweite Bereich zumindest eines der Verbindungselemente gegossen, tiefgezogen und/oder kaltfließgepresst sein.

Gegenständlich wurde erkannt, dass der zweite Bereich des Verbindungselements regelmäßig mit den standardisierten Anschlussgeometrie von Ladesteckern in Verbindung gebracht werden können müssen. Deshalb muss der zweite Bereich des Verbindungselements oft eine komplexe Form aufweisen, welche sich entlang der Längsachse des Verbindungselements verändern kann. Ein Strangpressen oder Extrudieren, wie es beispielsweise für den ersten Bereich günstig ist, ist somit für den zweiten Bereich des Verbindungselements weniger gut geeignet. Stattdessen kann eine der oben genannten Herstellungsmethoden verwandt werden, um die komplexe Form zu realisieren. Auch wird das Material des zweiten Bereichs oft härter gewählt werden als das des zweiten Bereichs. Beispielsweise kann ja der zweite Bereich aus Kupfer geformt sein und der erste Bereich aus Aluminium. Auch für derart harte Materialien sind die oben für den zweiten Bereich genannten Verfahren besser geeignet als die für den ersten Bereich genannten.

In einem Ausführungsbeispiel kann der erste Bereich und der zweite Bereich zumindest eines der Verbindungselemente stoffschlüssig mit dem ersten Bereich des Verbindungselements verbunden sein. Insbesondere kann die Verbindung zwischen erstem und zweitem Bereich des Verbindungselements mittels einer Schweißzone realisiert sein. Die Schweißzone kann insbesondere eine Reibeschweißzone, insbesondere eine Rotationsreibschweißzone und/oder eine Ultraschallschweißzone, und/oder eine Widerstandsschweißzone sein.

Durch die stoffschlüssige, insbesondere verschweißte Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich des Verbindungselements wird eine besonders gute thermische und elektrische Leitfähigkeit zwischen den beiden Bereichen sichergestellt. Insbesondere die thermische Leitfähigkeit ist gegenständlich von hoher Bedeutung, da Wärme, welche in einem der beiden Bereiche, beispielsweise im zweiten Bereich, entsteht, in den anderen der beiden Bereiche, beispielsweise den ersten Bereich, transportiert werden muss. Der Wärmetransport innerhalb des Verbindungselements ermöglicht eine erhöhte insgesamte Wärmeaufnahmefähigkeit. Auch kann der Wärmetransport zwischen verschiedenen Bereichen des Verbindungselements besonders günstig sein, wenn ein Bereich dazu besonders geeignet ist, Wärme abzugeben. Beispielsweise kann der erste Bereich durch einen erhöhten Querschnitt oder Kühlrippen besonders geeignet sein, um Wärme in die Umgebung abzugeben. Wenn nun im zweiten Bereich Wärme entsteht, muss diese möglichst ungehindert zu dem ersten Bereich gelangen, um dort abgegeben zu werden. Die stoffschlüssige Verbindung zwischen den beiden Bereichen ermöglicht dies mit besonders geringem thermischen Widerstand und ist somit besonders förderlich für die Funktion des gegenständlichen Verbindungselements. Gegenständlich wurde erkannt, dass eine zweiteilige Herstellung mit verschiedenen Materialien überraschenderweise günstiger ist als eine einstückige Herstellung aus einem zusammenhängenden Vollmaterial. Es wurde erkannt, dass häufig zumindest einer der beiden Bereiche des Verbindungselements eine für sich genommen simple Form annimmt. Somit kann zumindest für diesen einen Bereich eine für sich genommen sehr günstige Herstellung als Massenware gewählt werden. Der zusätzliche Schritt der Verschweißung wird überraschenderweise mehr als aufgewogen durch die vereinfachte Herstellung der nun separat voneinander zu erstellenden Bereiche des Verbindungselements.

Der erste und/oder der zweite Bereich zumindest eines der Verbindungselemente kann aus einem Vollmaterial gebildet sein.

Der zweite Bereich zumindest eines der Verbindungselemente kann zumindest bereichsweise oder vollständig einen geringeren Querschnitt als der erste Bereich des Verbindungselements aufweisen.

Für einen Bereich des gegenständlichen Verbindungselements lässt sich eine Mittelachse definieren. Diese kann beispielsweise parallel zur Längsachse des Verbindungselements verlaufen. Insbesondere kann die Mittelachse durch eine Mitte und/oder nahe einer Mitte zumindest eines Teils der Querschnitte des jeweiligen Bereichs des Verbindungselements verlaufen. Der Querschnitt ist hierbei ein Schnitt senkrecht zur Längsachse des Verbindungselements und/oder senkrecht zur Längsachse des jeweiligen Bereichs des Verbindungselements, dessen Querschnitt bestimmt wird. Beispielsweise kann die Mitte des Querschnitts als das geometrische Massezentrum des Querschnitts definiert sein.

Die Mitte des Querschnitts kann beispielsweise auch als die Mitte der Einhüllenden des Querschnitts bestimmt werden. Beispielsweise kann, wenn der erste Bereich Kühlrippen umfasst, die Mittelachse mit Veränderungen der Kühlrippenlänge verlagert werden.

Für den ersten Bereich und genauso für den zweiten Bereich des Verbindungselements lässt sich jeweils eine Mittelachse definieren.

Der zweite Bereich kann zentral mit dem ersten Bereich verbunden sein.

Beispielsweise kann die Mittelachse des ersten Bereichs und die des zweiten Bereichs im Wesentlichen miteinander übereinstimmen. Der zweite Bereich kann auch exzentrisch an dem ersten Bereich angeordnet sein. Dies kann beispielsweise bedeuten, dass die Mittelachse des zweiten Bereichs gegenüber der Mittelachse des ersten Bereichs beabstandet ist, insbesondere senkrecht zur Mittelachse zumindest eines der Bereiche und/oder senkrecht zur Längsachse des Steckbolzens und/oder eines der Bereiche des Steckbolzens beabstandet ist.

Falls der erste Bereich Kühlrippen aufweist, können diese beispielsweise an der Seite des ersten Bereichs, zu der der zweite Bereich verlagert ist, kürzer sein als an anderen Seiten des ersten Bereichs. Auch können Kühlrippen nur an der von dem zweiten Bereich weiter entfernten Seite des ersten Bereichs angeordnet sein. Auf diese Art und Weise kann die Abgabe von Wärme zu der Seite gesteuert werden, welche weiter vom zweiten Bereich entfernt ist.

In einem Ausführungsbeispiel kann bei zumindest einem der Verbindungselemente das erste Befestigungselement, beispielswiese die erste Ausnehmung, welche in der ersten Stirnfläche angeordnet ist, exzentrisch zur Mittelachse des ersten Bereichs angeordnet sein.

Auch die Ausnehmung im ersten Bereich eines Verbindungselements kann also exzentrisch zur Mittelachse des ersten Bereichs in dem ersten Bereich des Verbindungselements angeordnet sein. Auf diese Weise kann, ähnlich zur exzentrischen Positionierung des zweiten Bereichs am ersten Bereich, eine Anpassung an einen vorgegebenen Abstand von Anschlusselementen wie beispielsweise Anschlussbolzen erreicht werden. Auch können eventuell in der Ausnehmung positionierte Elemente in ihrem Abstand zueinander eingestellt werden. Insbesondere kann die Ausnehmung zumindest eines Verbindungselements exzentrisch nach außen in dem ersten Bereich versetzt sein, sodass diese einen größeren Abstand zu einem anderen Verbindungselement des Ladekabelsteckverbinders aufweist, als sie bei einer zentralen Anordnung hätte.

Die Ausnehmung und der zweite Bereich können relativ zur Mittelachse des ersten Bereichs in die im Wesentlichen gleiche Richtung versetzt sein. Auch können diese beiden in verschiedene, insbesondere in entgegengesetzte Richtung versetzt sein. Beispielsweise kann der zweite Bereich eines Verbindungselements einem anderen Verbindungselement des Ladekabelsteckverbinders durch seine exzentrische Anordnung am ersten Bereich angenähert sein, während die Ausnehmung dem anderen Verbindungselement durch ihre exzentrische Anordnung am ersten Bereich des Verbindungselements beabstandet ist.

Der erste Bereich des Verbindungselements kann neben der ersten Stirnfläche eine weitere Stirnfläche aufweisen. Diese weitere Stirnfläche kann im Wesentlichen abgewandt von der ersten Stirnfläche ausgerichtet sein. Die weitere Stirnfläche weist in Richtung des zweiten Bereichs. Die weitere Stirnfläche kann im Wesentlichen flach geformt sein. Möglich ist auch eine von einer flachen Form abweichende Oberfläche der weiteren Stirnfläche, beispielsweise eine abgerundete Form, eine zugespitzte Form, insbesondere eine kegelförmige, gestufte und/oder satteldachförmige Zuspitzung oder eine andere Oberflächenform der weiteren Stirnfläche.

In einer Ausführungsform ist zumindest eines der Verbindungselemente zumindest teilweise beschichtet. Insbesondere kann eine metallische Beschichtung vorteilhaft sein, um beispielsweise Kontaktkorrosion zu vermeiden, Übergangswiderstände zu reduzieren und/oder den Steckverbinder langlebiger zu machen. Beispielsweise kann ein Verbindungselement mit Silber, Gold, Kupfer, Aluminium, Nickel und/oder weiteren Metallen und/oder Legierungen hiervon beschichtet werden. Die Beschichtung kann das Verbindungselement im Wesentlichen vollständig einkleiden oder auch nur an ausgesuchten Bereichen angebracht werden. Beispielsweise kann eine Beschichtung in der ersten Ausnehmung und/oder in dem zweiten Bereich des Verbindungselements angebracht werden. Auch ist es möglich, einen Steckbolzen zumindest bereichsweise mit einer doppelten Beschichtung zu versehen, beispielsweise mit einer inneren Nickelschicht und einer äußeren Silberschicht.

In einer Ausführungsform ist der zweite Bereich unternickelt versilbert, während der erste Bereich lediglich versilbert ist.

In einer Ausführungsform ist die Beschichtung zumindest eines der Verbindungselemente nur auf dem zweiten Bereich des Verbindungselements angeordnet. Auch kann das Verbindungselement im Wesentlichen vollständig beschichtet sein.

Beispielsweise kann der zweite Bereich aus Kupfer oder einer Kupferlegierung gebildet sein und mit einer Beschichtung, beispielsweise einer Silberbeschichtung, beispielsweise einer unternickelten Silberbeschichtung, beschichtet sein.

Der erste Bereich kann frei von Beschichtung sein oder mit einer anderen Beschichtung als der zweite Bereich beschichtet sein.

Der erste Bereich kann beispielsweise nur im Bereich eines Befestigungselements beschichtet sein. Beispielsweise kann der erste Bereich in der Region der ersten Ausnehmung beschichtet sein. Die restlichen Regionen des ersten Bereichs können beispielsweise frei von Beschichtung sein.

Der zweite Bereich zumindest eines der Verbindungselemente kann beispielsweise zumindest teilweise einen runden Querschnitt, einen ovalen, elliptischen, eckigen, insbesondere dreieckigen, viereckigen, vieleckigen, oder anderweitig geformten Querschnitt aufweisen. Der Querschnitt des zweiten Bereichs kann im Wesentlichen entlang der Längsachse konstant sein. Auch kann der Querschnitt des zweiten Bereichs variieren. Insbesondere kann sich der Querschnitt des zweiten Bereichs sich beispielsweise zum Mittenbereich hin, insbesondere im Mittenbereich vergrößern, beispielsweise stufig vergrößern.

Insbesondere kann der Querschnitt des zweiten Bereichs also im Mittenbereich, im Übergang zum ersten Bereich einen erhöhten Querschnitt aufweisen. Hierdurch erhöht sich die mechanische Stabilität des Übergangs. Im Mittenbereich kann darüber hinaus eine Vertiefung, beispielsweise eine umläufige Nut vorgesehen sein. Insbesondere kann eine Dichtung, beispielsweise ein Dichtungsring um den zweiten Bereich vorgesehen sein, insbesondere im Bereich des erhöhten Querschnitts, insbesondere in der umläufigen Nut.

Der gegenständliche Steckverbinder kann ein Gehäuse umfassen.

Das Gehäuse kann aus einem nichtleitenden Material geformt sein. Beispielsweise kann das Gehäuse aus einem Kunststoff geformt sein, insbesondere aus einem Kunststoff, der sich für hohe Temperaturen eignet und/oder eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist (Hochtemperatur-Kunststoff). Beispielsweise kann Polyamidimid, Polysulfon, Polyethersulfon, PA6GF15, UL94 oder ein ähnlich hitzebeständiger Kunststoff zum Einsatz kommen. Das Gehäuse kann auch zumindest teilweise aus anderen nichtleitenden Materialien wie Keramik oder Glas geformt sein.

Das Gehäuse des Ladekabelsteckverbinders und/oder das Gehäuse der Ladebuchse kann einstückig gebildet sein, beispielsweise gegossen und/oder gespritzt sein. Auch ist es möglich, dass das jeweilige Gehäuse aus mehreren Teilen aufgebaut ist. Die einzelnen Teile können beispielsweise verschraubt, verklebt, verschweißt oder in anderer Art und Weise aneinander und/oder weiteren Elementen befestigt werden. Eventuell an dem Ladekabelsteckverbinder und/oder der Ladebuchse angeordnete Dichtungen können beispielsweise in einem Zwei-Komponenten-Spritzguss Verfahren gemeinsam mit anderen Teilen des jeweiligen Gehäuses hergestellt werden. Auch können Dichtungen als separate Bauteile an dem Gehäuse angeordnet werden.

Der Ladekabelsteckverbinder kann ein einziges Verbindungselement umfassen. Auch kann der Ladekabelsteckverbinder zumindest zwei Verbindungselemente aufweisen.

Die Verbindungselemente des Ladekabelsteckverbinders können in dem Gehäuse relativ zueinander und/oder relativ zu dem Gehäuse fixiert sein. Insbesondere können die Verbindungselemente derart fixiert sein, dass die Längsachsen zumindest zweier Verbindungselemente im Wesentlichen parallel zueinander sind. Das Gehäuse kann die Steckbolzen derart fixieren, dass diese sich nicht ohne Verformung und/oder Beschädigung des Gehäuses relativ zueinander bewegen können.

Im Falle einer exzentrischen Anordnung des zweiten Bereichs am ersten Bereich des zumindest einen Verbindungselements ist es insbesondere in einer Anordnung umfassend zwei oder mehr Verbindungselemente möglich, dass die Mittelachsen der ersten Bereiche weiter voneinander entfernt sind als die Mittelachsen der zweiten Bereiche. Auch können die Mittelachsen der der zweiten Bereiche weiter voneinander entfernt sein als die Mittelachsen der ersten Bereiche.

Eine Entfernung zwischen zwei Achsen, insbesondere Mittelachsen, kann hierbei als die kürzeste mögliche Verbindung zwischen zwei Achsen definiert sein.

Die Mittelachsen der zweiten Bereiche zumindest zweier Verbindungselemente können beide von der Mittelachse des ersten Bereichs des jeweiligen Verbindungselements beabstandet sein. Auch kann nur der zweite Bereich eines der Verbindungselemente exzentrisch an dem ersten Bereich des Verbindungselements angeordnet sein, während der oder die anderen Verbindungselementen einen ersten und zweiten Bereich mit jeweils im Wesentlichen gleicher Mittelachse aufweisen. Die Mittelachsen der ersten Bereiche und der zweiten Bereiche der zumindest zweier Verbindungselemente können im Wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene liegen.

Die Mittelachsen der zweiten Bereiche können einen geringeren Abstand zueinander aufweisen als die Mittelachsen der ersten Bereiche der zumindest zwei Verbindungselemente.

Die Mittelachse des ersten Bereichs und die des zweiten Bereichs können zueinander parallel sein. Auch können die beiden Mittelachsen gegeneinander verkippt sein.

Eine exzentrische Anordnung des zweiten Bereichs am ersten Bereich ermöglicht neben einer besseren Wärmeabfuhr und Spannungsresistenz insbesondere auch eine relative Positionierung der Mittelachsen der beiden Bereiche (des ersten und des zweiten) zueinander. Insbesondere kann so beispielsweise ein Teil einer Anpassung zwischen zwei verschiedenen Steckgeometrien erreicht werden. Eine Steckgeometrie kann auf der Seite der zweiten Bereiche angeschlossen werden, eine andere auf der Seite des ersten Bereichs der Verbindungselemente. Durch eine exzentrische Anordnung können unterschiedliche Abstände zwischen Verbindungspunkten auf Seiten des ersten Bereichs und des zweiten Bereichs ausgeglichen werden.

Auch können die geometrischen Abstände innerhalb des Ladekabelsteckverbinders durch die exzentrische Anordnung des zweiten Bereichs am ersten Bereich beeinflusst werden. Mittels der exzentrischen Anordnung des zweiten Bereichs am ersten Bereich kann der zweite Bereich eines ersten Verbindungselements dem zumindest eines anderen Verbindungselements angenähert werden oder von diesem entfernt werden, ohne, dass sich die relative Position der ersten Bereiche der Verbindungselemente zueinander verändert. Gleiches gilt umgekehrt für die Position der zweiten Bereiche der Verbindungselemente. Der zweite Bereich eines ersten Verbindungselements kann durch eine exzentrische Anordnung beispielsweise möglichst weit von dem zweiten Verbindungselement beabstandet werden, insbesondere von dem zweiten Bereich des zweiten Verbindungselements. Auch kann der zweite Bereich eines ersten Verbindungselements dem zumindest einen weiteren Verbindungselement des Steckverbinders möglichst stark angenähert werden.

Gleichermaßen ist es möglich, bei in Wesentlichem konstantem Abstand der ersten Bereiche zueinander den Abstand der ersten Bereiche zueinander durch die exzentrische Anordnung des zweiten Bereichs am ersten Bereich zu variieren. Auch die ersten Bereiche können auf diese Weise angenähert oder beabstandet werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die zweiten Bereiche der zumindest zwei Verbindungselemente jeweils in Richtung des/ der anderen Verbindungselements exzentrisch angeordnet. Auf diese Art und Weise sind die ersten Bereiche, bei gegebenem Abstand der zweiten Bereiche zueinander, möglichst weit voneinander beabstandet. Anders ausgedrückt haben die zweiten Bereiche bei gegebenem Abstand der ersten Bereiche einen möglichst geringen Abstand zueinander.

Die zumindest zwei Verbindungselemente sind im Ladekabelsteckverbinder voneinander beabstandet. Insbesondere sind die Verbindungselemente im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse zumindest eines der Verbindungselemente voneinander beabstandet.

Die Längsachsen der Verbindungselemente sind im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet. Auch können die Steckrichtungen der Verbindungselemente im Wesentlichen parallel zueinander sein. Die Steckrichtungen und/oder Längsachsen können gegeneinander auch verkippt sein.

Durch die exzentrische Anordnung der zweiten Bereiche der zumindest zwei Verbindungselemente können die zweiten Bereiche der Verbindungselemente bei gleichbleibendem Abstand der ersten Bereiche einander annähern. Auch können die zweiten Bereiche voneinander durch die exzentrische Anordnung voneinander beabstandet werden. Bei einem gegebenen Steckergesicht kann insbesondere durch den geringeren Abstand der Mittelachsen der zweiten Bereiche zueinander verglichen mit dem Abstand der Mittelachsen der ersten Bereiche zueinander erreicht werden, dass Wärme über die ersten Bereiche möglichst gut abgeführt werden kann. Die Beabstandung der ersten Bereiche führt zu einer geringen Stauung von Wärme zwischen den Verbindungselemente. Auch können die Ausnehmungen der ersten Bereiche möglichst weit voneinander beabstandet werden, was weiter zu einer räumlichen Verteilung von warmen Elementen führt.

Falls an dem ersten Bereich zumindest eines der Verbindungselemente Kühlrippen angeordnet sind, können diese nur auf einer Seite angeordnet sein, welche von dem zumindest einen weiteren Verbindungselement wegweist. Die Seite des ersten Bereichs, welche zu dem zumindest einen weiteren Verbindungselement weist, kann also frei von Kühlrippen sein. Auch können die Kühlrippen des ersten Bereichs im Wesentlichen auf allen Seiten des ersten Bereichs angeordnet sein. In diesem Falle können beispielsweise die Kühlrippen, welche von dem zumindest einen weiteren Verbindungselement weg weisen, zahlreicher, länger, höherflächig und/oder höhervolumig sein als die Kühlrippen, welche von dem zumindest einem weiteren Verbindungselemente wegweisen. Auch können die Kühlrippen beispielsweise im Wesentlichen gleich lang sein.

Falls zumindest zwei Verbindungselemente Kühlrippen in ihrem jeweiligen ersten Bereich aufweisen, können diese auf der von dem zumindest einen weiteren Verbindungselement weg gerichteten Seite des ersten Bereichs zahlreicher, länger, höherflächig und/oder höhervolumig gestaltet sein als auf der Seite, welche zu den jeweils anderen Verbindungselementen hin weisen.

Im Falle längerer, höherflächiger und/oder höhervolumiger Kühlrippen einer ersten Seite als auf einer zweiten Seite kann hiermit hier und in allen weiteren Ausgestaltungen gemeint sein, dass die Kühlrippen über die jeweilige Seite gemittelt und/oder auch in ihrer Summe über die jeweilige Seite länger und/oder höhervolumig sind. Die zwei Seiten des ersten Bereichs eines ersten Verbindungselements können definiert werden, indem eine Ebene durch die Mittelachse des ersten Bereichs gelegt wird, welche parallel zur Mittelachse ausgerichtet ist und senkrecht zum Distanzvektor von der Mittelachse des ersten Bereichs des ersten Verbindungselements zur Mittelachse eines ersten Bereichs eines zweiten Verbindungselements. Die so definierte Ebene trennt den ersten Bereich des ersten Verbindungselements in eine dem zweiten Verbindungselement zugewandte und eine dem zweiten Verbindungselement abgewandte Seite. Diese zwei Seiten sind in der Querschnittsansicht des ersten Bereichs des Verbindungselements jeweils Kreisabschnitte von 180°, welche einander nicht überlappen.

Auch können beispielsweise Kühlrippen nur an der von den zumindest einem weiteren Verbindungselement wegweisenden Seite angeordnet sein.

Durch die Variation der Kühlrippenverteilung zwischen verschiedenen Seiten des ersten Bereichs zumindest eines der Verbindungselemente kann die Wärmeabgabe in die gewünschte Richtung gesteuert werden. Im Falle mehrerer Verbindungselemente kann die Wärme insbesondere in Richtungen abgegeben werden, welche von den jeweils anderen Verbindungselementen wegweisen.

Die Kühlrippen zumindest eines der Verbindungselemente können also in asymmetrischer Art und Weise um den ersten Bereich des Verbindungselements herum angeordnet sein. Asymmetrisch kann hierbei insbesondere punktasymmetrisch, rotationsasymmetrisch, achsasymmetrisch oder in anderer Weise asymmetrisch sein. Hier und im Rest der Beschreibung zeigt eine spezifische „A“- Symmetrie wie beispielsweise eine Punktasymmetrie an, dass die entsprechende Symmetrie nicht vorliegt, also beispielsweise keine Punktsymmetrie. Dies dient der Optimierung des Wärmetransports aus dem gegenständlichen Ladekabelsteckverbinder heraus. Die ersten und/oder die zweiten Stirnflächen der Verbindungselemente können im Wesentlichen miteinander in Längsrichtung abschließen. Die Stirnflächen können also zueinander in einer Richtung senkrecht zur Längsachse, Mittelachse und/oder Steckrichtung zumindest eines der Verbindungselemente fluchten. Auch können die Verbindungselemente gegeneinander entlang der Längsachse versetzt sein.

Die Verbindungselemente können insbesondere gleich lang sein. Auch möglich sind verschiedene Längen. Beispielsweise können die ersten Bereiche zumindest zweier Verbindungselemente verschiedene Längen aufweisen, insbesondere derart, dass die Ausnehmungen entlang der Längsachse gegeneinander versetzt sind, während zumindest ein Teil restlichen Bereiche der Verbindungselemente, beispielsweise die zweite Stirnflächen, zueinander entlang der Längsachse nicht versetzt sind.

In einer Ausführungsform sind die zumindest zwei Verbindungselemente des Steckverbinders im Wesentlichen identisch in Ihrer Form. In einer anderen Ausführungsform sind die Verbindungselemente im Wesentlichen spiegelsymmetrisch zueinander aufgebaut. Die gedachte Spiegelfläche, an der die Verbindungselemente gespiegelt werden, kann hierbei insbesondere parallel zur Längsrichtung zumindest eines der Verbindungselemente verlaufen.

Das Gehäuse kann die zumindest zwei Verbindungselemente zueinander fixieren. Hierfür umschließt das Gehäuse die Verbindungselemente zumindest teilweise. Das Gehäuse kann insbesondere an den äußeren Mantelflächen der ersten Bereiche der Verbindungselemente angreifen. Das Gehäuse kann auf den Mantelflächen der ersten Bereiche der Verbindungselemente anliegen. Insbesondere umschließt das Gehäuse die ersten Bereiche der Verbindungselemente im wesentlichen vollflächig. Falls die Mantelflächen Erhebungen und/oder Vertiefungen aufweisen, kann das Gehäuse insbesondere in die Vertiefungen eingreifen. Die Mantelflächen der ersten Bereiche bieten eine große Zugriffsfläche für das Gehäuse. Da der erste Bereich vorzugsweise über die Ausnehmung mit einem weiteren stromführenden Element kontaktiert wird, erfüllt die Mantelfläche zudem keine elektrisch leitende Funktion und kann mit dem Gehäuse abgedeckt werden. Dieses dient somit neben der mechanischen Fixierung der Verbindungselemente ebenfalls einer elektrischen Isolation des ersten Bereichs.

Insbesondere dient das Gehäuse einer elektrischen Isolation der Verbindungselemente voneinander.

Die Kühlrippen können eine verbesserte Verankerung der Verbindungselemente in dem Gehäuse bewirken. Dies wird bereits durch die erhöhte Fläche der Mantelfläche erreicht. Das Eingreifen des Gehäuses in die Zwischenräume zwischen den Kühlrippen fördert darüber hinausgehend die Verbindungsgüte zwischen Verbindungselementen und Gehäuse.

Das Gehäuse des Ladekabelsteckverbinders kann, wie oben bereits genannt, Öffnungen haben. Diese ermöglichen zumindest die Kontaktierung der Ausnehmung in der Stirnfläche des ersten Bereichs zumindest der Verbindungselemente. In einer Ausgestaltung weist das Gehäuse eine Öffnung im Bereich der ersten Stirnfläche zumindest eines der Verbindungselemente auf. Insbesondere kann die erste Stirnfläche vollständig von einer Öffnung des Gehäuses freigelegt sein. In einer Ausgestaltung schließt das Gehäuse im Wesentlichen bündig mit der ersten Stirnfläche zumindest eines Verbindungselements ab. Auch ist es möglich, dass das Gehäuse die erste Stirnfläche in Längsrichtung überragt. Die erste Stirnfläche kann auch im Wesentlichen vollständig von dem Gehäuse abgedeckt sein, sodass nur der Zugang zur Aufnahme zumindest eines Verbindungselements bleibt. Dies kann den Vorteil haben, dass nach Anschluss eines Anschlusselements, beispielsweise eines Anschlussbolzens in der Ausnehmung wenig leitende Flächen offen zugänglich sind.

Auch ist eine Öffnung im Gehäuse vorzusehen, die die Kontaktierung von zumindest Teilen des zweiten Bereichs der Verbindungselements erlaubt. Das Gehäuse kann für mindestens einen, vorzugsweise für alle Verbindungselemente eine Öffnung auf der der ersten Stirnfläche gegenüberliegenden Seite des Gehäuses und/oder des jeweiligen Verbindungselements aufweisen. Dieses erlaubt die Kontaktierung des zweiten Bereichs des Verbindungselements. Wie bereits oben herausgestellt, lässt sich eine weitere Stirnfläche des ersten Bereichs ausmachen, die von der ersten Stirnfläche des Verbindungselements verschieden ist. Dies ist eine Stirnfläche, welche zum zweiten Bereich des jeweiligen Verbindungselements, zu dem der erste Bereich gehört, weist. In einigen Ausgestaltungen des Gehäuses ist diese weitere Stirnfläche ebenfalls zumindest teilweise durch eine Öffnung des Gehäuses freigelegt.

Insbesondere kann das Gehäuse im Wesentlichen bündig mit der weiteren Stirnfläche des ersten Bereichs abschließen. Auch ist es möglich, dass das Gehäuse zumindest teilweise über die weitere Stirnfläche in Längsrichtung in Richtung des zweiten Bereichs hinausweist. Auch ist es möglich, die weitere Stirnfläche des ersten Bereichs im Wesentlichen vollständig mit dem Gehäuse abzudecken.

Der Ladekabelsteckverbinder kann eine Aufnahme für einen Ladestecker bilden. Auch kann der Ladekabelsteckverbinder Teil eines Ladesteckers bilden. Beispielsweise kann ein solcher Ladestecker ein Mode-2, Mode-3, Typ-1 oder Typ-2 Stecker sein. Insbesondere kann der Stecker Anschlüsse für eine Aufladung per Gleichstrom aufweisen. Beispielsweise kann der Stecker ein Combined Charging System (CCS), CHAdeMO, ein Tesla® Supercharger Stecker oder ein anderer Stecker mit Gleichstromkontakten sein.

Es versteht sich, dass hierbei der erste Bereich und gleichermaßen der zweite Bereich jeweils als Steckelement und/oder als Aufnahme dienen können.

Ein weiterer Aspekt betrifft ein Verfahren nach Anspruch 35 zur Herstellung eines Verbindungselements für einen Ladekabelsteckverbinders.

Das Verfahren umfasst insbesondere ein Bereitstellen eines ersten Bereichs aus einem ersten Metallwerkstoff. Der erste Bereich kann hierbei insbesondere zuvor mittels Strangpressen und/oder Extrusion erhalten worden sein. Das Herstellungsverfahren für den Ladekabelsteckverbinder kann insbesondere auch den Schritt des Strangpressens und/oder der Extrusion umfassen. Das auf diese Art und Weise erhaltene Halbzeug kann beispielsweise ein langer Strang mit beispielsweise konstantem Querschnitt entlang seiner Länge sein. Beispielsweise kann das Halbzeug aus Aluminium geformt sein. Der erste Bereich kann insbesondere abgelängt sein, beispielsweise kann der erste Bereich von einem wie oben beschrieben erzeugtem Halbzeug abgelängt worden sein, dass Ablängen kann Teil des Herstellungsverfahrens sein. Das Ablängen kann beispielsweise mittels Sägen, Stanzen, Laserschneiden, Verdampfen oder ähnlicher Methoden erreicht werden.

Insbesondere kann durch das Strangpressen und/oder die Extrusion zumindest eine oder mehrere Kühlrippen des ersten Bereichs erhalten werden. Beispielsweise kann ein Halbzeug, was auf diese Art und Weise erhalten wird, bereits die Kühlrippen aufweisen.

Das Verfahren umfasst insbesondere ferner ein Bereitstellen eines zweiten Bereichs aus einem zweiten Metallwerkstoff. Der zweite Bereich wurde insbesondere zuvor mittels Gießens, Tiefziehens und/oder Kaltfliesspressens erhalten. Dieser Herstellungsprozess des zweiten Bereichs kann Teil des Herstellungsverfahrens sein.

Der erste und/oder zweite Bereich können darüber hinausgehend beschichtet werden. Die Beschichtung des ersten und/oder zweiten Bereichs kann dabei unabhängig von dem jeweils anderen Bereich durchgeführt werden.

Das Verfahren umfasst insbesondere darüber hinausgehend ein stoffschlüssiges Fügen einer Stirnfläche des ersten Bereichs mit einer Stirnfläche des zweiten Bereichs. Das stoffschlüssige Fügen kann insbesondere ein Verschweißen sein. Die Stirnfläche des ersten Bereichs, an welcher das Fügen vorgenommen wird, kann insbesondere die weitere Stirnfläche des ersten Bereichs sein.

Beispielsweise kann das Verschweißen mittels Reibschweißens realisiert werden. Insbesondere kann Rotationsreibschweißen als Methode angewandt werden, wobei insbesondere der zweite Bereich in Rotation versetzt wird und mit dem ersten Bereich rotationsreibverschweißt wird. Der erste Bereich kann dabei beispielsweise fixiert werden. In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens nach dem vorliegenden Aspekt wird die Verschweißung mittels Ultraschallschweißen realisiert.

Alternativ oder zusätzlich kann das Verschweißen mittels Widerstandsschweißen realisiert werden.

Eine eventuelle Beschichtung zumindest eines Teils des Verbindungselements kann vor dem Fügen vorgenommen werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Beschichtung nach dem Fügen durchgeführt werden. Beispielsweise kann es vorteilhaft sein, den zweiten Bereich zu Beschichten, bevor die Verbindung mit dem ersten Bereich hergestellt wird.

In einem Ausführungsbeispiel kann der zweite Bereich aus einem Kupferwerkstoff gefertigt sein, insbesondere aus Kupfer oder Legierungen. Der zweite Bereich kann in diesem Fall versilbert werden, beispielsweise unternickelt versilbert.

Eine Beschichtung vor dem Fügen der beiden Bereiche des Verbindungselements hat den Vorteil, dass eine selektive Beschichtung eines der beiden Bereiche möglich ist, ohne den anderen Bereich dabei maskieren zu müssen.

Das gefügte Verbindungselement kann ebenfalls insgesamt beschichtet werden, insbesondere versilbert. Beispielsweise kann der zweite Bereich zunächst mit einer ersten Beschichtung versehen werden, beispielsweise mit Nickel. Nach dem Fügen kann dann das gesamte Verbindungselement versilbert werden.

Die genannten Einzelschritte können in der oben genannten Reihenfolge ausgeführt werden. Auch können die Schritte des Verfahrens in einer permutierten Reihenfolge nacheinander und/oder zumindest zum Teil gleichzeitig ausgeführt werden. Vor und/oder nach dem Fügen des ersten und zweiten Bereichs, kann eine erste und/oder eine Ausnehmung in den ersten und/oder den zweiten Bereich eingebracht werden.

Das Verfahren kann zudem den Schritt umfassen, zumindest ein Verbindungselement oder mehrere Verbindungselemente, beispielsweise zwei Verbindungselemente, in einem Gehäuse einzufassen. Beispielsweise können die Verbindungselemente umgossen und/oder umspritzt werden

Ein weiterer Aspekt betrifft eine Ladebuchse nach Anspruch 39.

Die Ladebuchse kann eine Steckverbinderaufnahme aufweisen, diese kann insbesondere auf der Rückseite der Ladebuchse angeordnet sein. Die Steckverbinderaufnahme kann zum Einsetzen des Ladekabelsteckverbinders geeignet sein. Die Steckverbinderaufnahme kann dabei eine Ausnehmung in der Ladebuchse, insbesondere in dem Gehäuse der Ladebuchse, umfassen. Die Steckverbinderaufnahme kann insbesondere zumindest teilweise im Wesentlichen querschnittsangepasst an einen Ladekabelsteckverbinder sein.

Auch kann die Ladebuchse eine Auflagefläche für den Ladekabelsteckverbinder umfassen. Der Steckverbinder kann zumindest teilweise auf der Auflagefläche aufliegen. Die Auflagefläche kann beispielsweise auf dem Gehäuse der Ladebuchse angeordnet sein. Die Auflagefläche kann beispielsweise umläufig um die Steckbolzen und/oder um die Steckverbinderaufnahme angeordnet sein. Die Auflagefläche kann auch zumindest teilweise auf dem Kragen angeordnet sein.

An der Ladebuchse können Haltemittel für den Ladekabelsteckverbinders, beispielsweise formschlüssige und/oder kraftschlüssige Haltemittel, beispielsweise Haken, Gewinde für Schrauben, insbesondere in das Gehäuse der Ladebuchse eingelassene Gewinde, insbesondere aus einem Metallwerkstoff, oder ähnliche Haltemittel vorgesehen sein. Die Haltemittel können insbesondere im Bereich der Steckverbinderaufnahme angeordnet sein, beispielsweise in der Steckverbinderaufnahme oder in einem Bereich um die Steckverbinderaufnahme herum. Die Haltemittel können dazu dienen, einen Ladekabelsteckverbinders mit der Ladebuchse zu verbinden. Beispielsweise kann dieser mittels zumindest einer, vorzugsweise zwei, drei oder vier oder mehr Schrauben an der Ladebuchse befestigt werden.

Der Ladekabelsteckverbinder kann insbesondere kraftschlüssig und/oder formschlüssig mit der Ladebuchse verbunden sein.

An zumindest Teilen der Steckverbinderaufnahme und/oder der Auflagefläche kann zumindest eine Dichtung angeordnet sein. Beispielsweise kann die Dichtung in einer geschlossenen Form, beispielsweise in einem Ring, Rechteck, Oval oder anderweitigen geschlossenen Formen an der Steckverbinderaufnahme und/oder der Auflagefläche angeordnet sein. Die Dichtung kann zumindest einen Teil der Steckverbinderaufnahme umschließen. Die Dichtung kann beispielsweise aus einem elastischen Material, insbesondere aus einem Kunststoff, Gummi, Silikon, oder ähnlichen Materialien gefertigt sein. Eine derartige Dichtung kann auf an dem Steckverbinder angeordnet sein.

Die gegenständliche Ladebuchse umfasst zumindest eine Aufnahme für einen Ladestecker. Die Aufnahme ist an der Vorderseite angeordnet. Der Ladestecker kann beispielsweise von einer Ladestation stammen. Dies kann beispielsweise ein Mode-2, Mode-3, Typ-1 oder Typ-2 Stecker sein. Insbesondere kann der Stecker Anschlüsse für eine Aufladung per Gleichstrom aufweisen. Beispielsweise kann der Stecker ein Combined Charging System (CCS), CHAdeMO, ein Tesla® Supercharger Stecker oder ein anderer Stecker mit Gleichstromkontakten sein.

Ein weiterer Aspekt betrifft ein System nach Anspruch 41. Das System umfasst eine gegenständliche Ladebuchse. Diese kann mit einem gegenständlichen Ladekabelteckverbinder verbunden sein. Insbesondere kann der Ladekabelsteckverbinder zumindest teilweise in der Ladebuchse angeordnet sein, insbesondere in der Steckverbinderaufnahme der Ladebuchse. Insbesondere kann der Steckverbinder derart in der Ladebuchse angeordnet sein, dass zumindest einer der oder die zumindest zwei zweiten Bereichen der Verbindungselemente zumindest teilweise in der Aufnahme der Ladebuchse angeordnet sind. Insbesondere kann der Ladekabelsteckverbinder umlaufend um zumindest eines der Verbindungselemente mit der Ladebuchse in Kontakt stehen, beispielsweise auf einem Auflagebereich der Ladebuchse. Das Gehäuse des Ladekabelsteckverbinder kann direkt mit der Ladebuchse kontaktieren und/oder eine Dichtung kann zwischen den beiden angeordnet sein, über die der Ladekabelsteckverbinder die Ladebuchse mittelbar kontaktiert. Ladebuchse und Ladekabelsteckverbinder können kraft- und/oder formschlüssig miteinander verbunden werden. Insbesondere kann das Gehäuse des Ladekabelsteckverbinder mit der Ladebuchse, insbesondere mit dem Gehäuse der Ladebuchse verbunden sein. Insbesondere können die beiden verschraubt sein.

Die gegenständliche Ladebuchse, der gegenständliche Ladekabelsteckverbinder und/oder das gegenständliche System können sich dazu eignen, mit einem Anschlussteil verbunden zu werden. Das Anschlussteil kann beispielsweise auf der Rückseite der Ladebuchse angeordnet sein. Auch kann das Anschlussteil zumindest teilweise innerhalb der Ladebuchse angeordnet sein.

Das Anschlussteil kann insbesondere eine Stromschiene umfassen. Die Stromschiene weist insbesondere einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf. Der Querschnitt kann zwei einander gegenüberliegende und im Wesentlichen zueinander parallele Breitseiten und zwei im Wesentlichen senkrecht dazu angeordnete, im Wesentlichen zueinander parallele und einander gegenüberliegende Schmalseiten aufweisen. Die Stromschiene weist zumindest teilweise eine Längsachse auf, welche im Wesentlichen senkrecht zu sowohl Schmal- als auch Breitseiten ausgerichtet ist. Die Breitseite ist senkrecht zur Längsachse breiter als die Schmalseite. Die Stromschiene kann beispielsweise einen Anschlussbolzen umfassen. Der Anschlussbolzen kann insbesondere mit dem ersten Bereich zumindest eines der Verbindungselemente in Eingriff kommen. Beispielsweise kann der Anschlussbolzen eine zu der ersten Ausnehmung zumindest eines der Verbindungselemente kongruente Form aufweisen. Beispielsweise kann sich der Anschlussbolzen verjüngen, insbesondere sodass der Anschlussbolzen konisch geformt ist. Der Anschlussbolzen kann beispielsweise ein Durchgangsloch in Längsrichtung aufweisen. Durch das Durchgangsloch kann der Anschlussbolzen und damit insbesondere auch die Stromschiene mit dem Verbindungselement verschraubt werden.

Die das Anschlussteil, insbesondere die Stromschiene, kann beispielsweise auch ein Durchgangsloch aufweisen. Beispielsweise kann die Stromschiene mittels einer Schraube mit dem Verbindungselement verschraubt werden. Das Verbindungselement kann hierfür beispielsweise eine Aufnahme mit Innengewinde aufweisen.

Das Anschlussteil kann beispielsweise auch ein Kabelschuh sein, insbesondere mit Durchgangsloch.

Der Gegenstand wird nachfolgend anhand einer Ausführungsbeispiele zeigenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. la,b eine Ladebuchse mit Ladekabelsteckverbinder gemäß einem Ausführungsbeispiel in isometrischer Darstellung aus zwei Blickwinkeln;

Fig. 2 eine Ladebuchse mit Ladekabelsteckverbinder gemäß einem Ausführungsbeispiel in einer seitlichen Schnittdarstellung; Fig. 3a-e verschiedene gegenständliche Verbindungselemente und Ladekabelsteckverbinder gemäß Ausführungsbeispielen;

Fig. 4 ein gegenständliches Verbindungselement in isometrischer Darstellung gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 5 gegenständlicher Ladekabelsteckverbinder gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 6a-c Schnittdarstellungen gegenständlicher Verbindungselemente gemäß Ausführungsbeispielen;

Fig. 7a-c schematische Darstellung der zwei Seiten der Querschnitts des ersten Bereichs eines gegenständlichen Verbindungselements gemäß einem Ausführungsbeispiel und beispielhafte Definition der Kühlrippen.

Fig. la zeigt eine Ladebuchse 400. Diese umfasst eine Aufnahme 410. In der Ladebuchse 400 ist ein Ladekabelsteckverbinder 300 mit zwei Verbindungselementen 100 und einem Gehäuse 200 angeordnet. Das Gehäuse 200 kann dabei querschnittangepasst an die Steckverbinderaufnahme 412 sein. Das Gehäuse 200 des Ladekabelsteckverbinders in 300 kann an der Ladebuchse 400 anliegen und insbesondere damit verbunden sein. Beispielsweise können diese beiden Elemente kraft- und/oder formschlüssig miteinander verbunden sein. Beispielsweise können Schrauben wie gezeigt den Ladekabelsteckverbinder300 an der Ladebuchse 400 halten. Der zweite Bereich 120 der Verbindungselemente 100 ragt in die Aufnahme 410 hinein. Die Aufnahme 410 kann zur Verbindung eines Ladesteckers dienen, wobei zumindest einer der Steckbolzen 100 als Kontaktpin für den Ladestecker dient.

Der Ladekabelsteckverbinder 300 kann aus dem Gehäuse der Ladebuchse herausragen wie beispielhaft in Fig. 1b gezeigt. Beispielsweise kann dies mittels eines Kragens 420 realisiert sein. Fig. 2 zeigt eine gegenständliche Ladebuchse 400 mit einem Ladekabelsteckverbinder 300 in einer Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie 111 in Fig. la. Zu sehen sind zwei Verbindungselemente 100, 100*. Diese weisen einen zweiten Bereich 120, einen ersten Bereich 110, eine Ausnehmung 130, sowie eine vordere 122, eine hintere 112 und eine weitere 114 Stirnfläche auf.

In der Ausnehmung 130 ist ein Sackloch 132 angeordnet. Auf dem zweiten Bereich 120 im Übergang zum ersten Bereich 110 des Verbindungselements 100 ist eine Verdickung zu erkennen. Diese Verdickung ist zweistufig aufgeführt mit einem ersten erhöhten Querschnitt und einem zweiten erhöhten Querschnitt. Insbesondere ist dabei der erste erhöhte Querschnitt größer als der Querschnitt des restlichen zweiten Bereichs 120 in Steckrichtung und der zweite erhöhte Querschnitt größer ist als der erste erhöhte Querschnitt und damit auch höher als der Querschnitt des restlichen zweiten Bereichs 120 in Steckrichtung. Um den zweiten Bereich 120 ist im Übergang zwischen zweitem 120 und erstem 110 Bereich eine Nut 129 angeordnet. Diese kann beispielsweise einen Dichtring aufnehmen.

Auch kann die Aufnahme 410 der Ladebuchse 400 einen Rückwand 430 aufweisen. Durch diesen können die Verbindungselemente 100, 100' hindurchgeführt sein. Beispielsweise kann, wie gezeigt, der Dichtring um den zweiten Bereich 120 zwischen Verbindungselement 100, 100' und der Ladebuchse 400, insbesondere dem Boden 430 der Aufnahme 410 der Ladebuchse angeordnet sein, insbesondere in Presspassung.

Fig. 3 zeigt verschiedene Ausführungsformen der gegenständlichen Verbindungselemente 100,100' in einzelner sowie zweifacher Ausführung. In den gezeigten Schnittdarstellungen ist der Querschnitt des ersten Bereichs 110 gezeigt.

In Figur 3a sind Verbindungselemente 100,100' gezeigt, welche einen sternförmige, rotationssymmetrischen Querschnitt des ersten Bereichs 110 aufweisen. Diese sind von einem Gehäuse 200 umgeben. Mit gestrichelten Linien sind die Einhüllenden 160,160' gezeigt. Wie sich erkennen lässt, ist die Umrisslinie des Querschnitts der beiden Verbindungselemente 100,100' länger als die Umrisslinie der Einhüllenden 160,160'. Der Querschnitt ist somit zumindest teilweise konkav. Die jeweiligen Kühlrippen 170 sind im wesentlichen dreieckig geformt und verjüngen sich insbesondere zu ihrem von dem Verbindungselement 100,100' wegweisenden Ende.

Auch lässt sich erkennen, dass das Gehäuse 200 in den Zwischenräume zwischen den Kühlrippen 170 angeordnet ist, beispielsweise kann das Gehäuse 200 in die Zwischenräume eingedrungen sein.

Figur 3b zeigt einen alternativen Querschnitt, in dem der Querschnitt der Verbindungselemente 100,100' nicht symmetrisch ist. Dies ist in dem gezeigten Fall durch die verschieden langen Kühlrippen 170 begründet. In der Anordnung von zwei Verbindungselementen 100,100' sind die Kühlrippen auf der Seite des Verbindungselement 100,100', welche dem jeweils anderen Verbindungselement 100,100' zugewandt sind, kürzer als die restlichen Kühlrippen 170. Auf diese Art und Weise kann eine Gerichtetheit der Wärmeabgabe von dem Verbindungselement 100,100' in die Umgebung gewährleistet werden. Insbesondere kann die Wärme von dem jeweils anderen Verbindungselement 100,100' weggeleitet werden.

In Figur 3c ist eine weitere Querschnittsgestaltung der Verbindungselemente 100,100' gezeigt. Bei dieser sind die Kühlrippen 170 nur in einem Teilbereich des Umfangs der Verbindungselemente 100,100' angeordnet. Im vorliegenden Fall misst der Kreisbogen, entlang dessen der erste Bereich 110 mit Kühlrippen 170 ausgestattet ist, etwa 180°. In der Anordnung mit zwei Verbindungselementen 100,100' sind die Seiten ohne Kühlrippen dem jeweils anderen Verbindungselement 100,100' zugewandt.

Figur 3d zeigt eine weitere Ausführungsform des Querschnitts der Verbindungselemente 100,100'. Hierbei sind die Kühlrippen 170 an ihren von dem jeweiligen Verbindungselement 100,100' wegweisenden Ende verjüngt. Auch befinden sich Kühlrippen entlang des vollständigen Umfangs der jeweiligen Verbindungselemente 100,100*. In diesem Fall ist also keine Seite eines Verbindungselements 100,100' frei von Kühlrippen, wie es beispielsweise in der in Figur 3c gezeigten Ausführungsform der Fall ist. Die Kühlrippen 170 variieren in ihrer Länge und sind insbesondere auf der Seite des jeweiligen Verbindungselements 100,100', welche dem jeweils anderen Verbindungselement 100,100' zugewandt ist, kürzer, als auf der dem jeweils anderen Verbindungselement 100,100' abgewandten Seite.

Figur 3e zeigt ein weiteres Profil, bei dem die Kühlrippen 170 im Wesentlichen rechteckig geformt sind, und gleichmäßig über den gesamten Umfang des ersten Bereichs 110 des Verbindungselements 100 angeordnet sind.

In Figur 4 ist eine isometrische Darstellung des gegenständlichen Verbindungselements 100 zu sehen. Der erste Bereich 110 weist mehrere Kühlrippen 170 auf. Die Mantelfläche 111 ist somit von Vertiefungen und Erhebungen gezeichnet. Die Kühlrippen erstrecken sich entlang der Längsrichtung 150. Im dargestellten Ausführungsbeispiel erstrecken sich die Kühlrippen 170 entlang der Gesamtlänge des ersten Bereichs 110 des Verbindungselements 100. Durch die Kühlrippen 170 vergrößert sich die Oberfläche der Mantelfläche 111 im Vergleich zu einer Mantelfläche 111, deren Querschnitt der Einhüllenden des Querschnitts, wie er in Figur 4 gezeigt ist, entsprechen würde.

Der zweite Bereich 120 des Verbindungselements 100 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel exzentrisch an dem ersten Bereich 110 angeordnet. Der zweite Bereich 120 weist an seinem zu dem ersten Bereich 110 weisenden Ende eine Verdickung auf. Am gegenüberliegenden Ende ist die zweite Stirnseite 122 angeordnet. In der ersten Stirnseite 112 des ersten Bereiches 110 ist eine Ausnehmung 130 angeordnet. Auch diese kann dezentral zur Mittelachse des ersten Bereiches 110 angeordnet sein. Figur 5 zeigt einen gegenständlichen Ladekabelsteckverbinder 300 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Zwei Verbindungselemente 100,100' sind von einem Gehäuse 200 eingefasst. Die zweiten Bereiche 120 sind exzentrisch an den ersten Bereichen 110 positioniert. Die Mittelachsen der zweiten Bereiche 120 weisen zueinander einen geringeren Abstand auf als die Mittelachsen der ersten Bereiche 110. In der gezeigten Ausführungsform weisen die Kühlrippen 170 auf den Seiten der Verbindungselemente 100,100', welche dem jeweils anderen Verbindungselement 100,100' abgewandt sind, eine erhöhte Länge auf, verglichen mit den Seiten, welche dem jeweils anderen Verbindungselement 100,100' zugewandt sind. Hierdurch wird die Abgabe von Wärme nach außen begünstigt. Insbesondere zwischen den beiden Verbindungselementen 100,100' ist eine erhöhte Temperatur zu erwarten, welche regelmäßig höher ist als die Umgebungstemperatur auf den den jeweils anderen Verbindungselement 100,100' abgewandten Seiten. Aus diesem Grunde ist ein Wärmetransport zu den von den jeweils anderen Verbindungselementen wegweisenden Seiten eines jeden der zumindest zwei Verbindungselemente 100,100' begünstigt. Dies kann durch die Wahl der Länge der Kühlrippen weiter gefördert werden.

Figur 6 zeigt verschiedene steht Darstellungen durch gegenständliche Verbindungselemente 100.

Hierbei zeigt Figur 6a eine Ausführung, in der der zweite Bereich 120 einen geringeren Durchmesser, insbesondere einen geringeren Querschnitt, als der erste Bereich 110 aufweist. An der ersten Stirnfläche des ersten Bereichs 110 ist ein Befestigungselement 130 angeordnet. Dieses ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein Bolzen 130, welcher beispielsweise ein Gewinde aufweisen kann. Der zweite Bereich 120 ist beispielsweise als Bolzen und/oder als Stift geformt.

Figur 6b zeigt eine Ausführungsform des gegenständlichen Verbindungselements 100, in welcher der zweite Bereich 120 im wesentlichen den gleichen Durchmesser, insbesondere den gleichen Querschnitt wie der erste Bereich 110 aufweist. Das Befestigungselement 130 in der ersten Stirnfläche ist in der gezeigten Ausführungsform eine zweite Ausnehmung 130. Der zweite Bereich 120 umfasst eine Ausnehmung 124. Diese kann beispielsweise dazu eingerichtet sein, einen Stecker, einen Anschlussbolzen, einen Stift o. ä. aufzunehmen. Beispielsweise kann das gezeigte Verbindungselement 100 als Teil einer Buchse für einen Ladestecker dienen. Ein Steckelement des Ladesteckers kann beispielsweise in die zweite Ausnehmung 124 des Verbindungselements 100 eingeführt werden. In der zweiten Ausnehmung 124 können wie gezeigt Federelemente 125 angeordnet sein. Die Federelemente 125 können einen Anpressdruck zwischen einem Steckelement, welches in die zweite Ausnehmung 124 eingeführt wird, und dem Verbindungselement bewirken. Auf diese Art und Weise kann der Übergangswiderstand zwischen einem Steckelement und dem Verbindungselement 100 verringert werden.

Figur 6c zeigt eine weitere Ausführungsform des gegenständlichen Verbindungselements 100. In dieser ist der Querschnitt und/oder der Durchmesser des zweiten Bereichs 120 größer als der des ersten Bereichs 110. Der zweite Bereich 120 weist eine zweite Ausnehmung 124 auf. Der erste Bereich 110 weist ein Befestigungselement 130 in Form einer Ausnehmung mit Innengewinde 130 auf.

An dem Verbindungselement 100 kann beispielsweise ein Anschlusselement 500 befestigt werden. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Anschlusselement 500 als Stromschiene 500 ausgeführt. Die Stromschiene 500 umfasst ein Loch, insbesondere eine Durchgangsloch 510. Mittels einer Schraube 520 kann die Stromschiene 500 mit dem Verbindungselement 100 verbunden werden.

Figur 7 illustriert die Charakterisierung der Kühlrippen 170 auf den Verbindungselementen 100,100*.

Wie in Figur 7a gezeigt, lässt sich im Falle von zwei Verbindungselementen 100,100' eines der zwei Verbindungselemente 100,100', insbesondere dessen zweiter Bereich 120, mittels einer Ebene A in zwei Bereiche auftrennen. Die Ebene A ist dabei insbesondere parallel zur Mittelachse B des jeweiligen Verbindungselements 100,100', insbesondere dessen erstem Bereich 110, ausgerichtet und verläuft durch diese hindurch. Gleichzeitig ist die Fläche A senkrecht zum Abstandsvektor C zwischen der Mittelachse des ersten Bereichs 110 des Verbindungselements 100' und der Mittelachse des ersten Bereichs 110 des Verbindungselements 100 ausgerichtet.

Figur 7b zeigt den Querschnitt der beiden Verbindungselemente 100,100', insbesondere deren erster Bereiche 110. Der Querschnitt des ersten Bereiches 110 des Verbindungselements 100' lässt sich mittels der Ebene A in zwei Bereiche 180,182 aufteilen. Im gezeigten Beispiel sind die Kühlrippen 170 ausschließlich auf der von dem anderen Verbindungselement 100 wegweisenden Seite 182 des Verbindungselements 100' angeordnet. Auf der zu dem anderen Verbindungselement 100 hin weisenden Seite 180 des Verbindungselements 100' sind hingegen keine Kühlrippen angeordnet.

In Figur 7c ist eine Möglichkeit der Definition der Kühlrippen 170 gezeigt. Für den Querschnitt eines ersten Bereichs 110 eines Verbindungselements 100 lässt sich die bereits aus obigen Ausführungen bekannte eine äußere Einhüllende 160 definieren. Dabei handelte sich um die kleinste konvexe Fläche, welche den gesamten Querschnitt des ersten Bereichs 110 umschließt. Gleichermaßen lässt sich eine größte innere konvexe Fläche 162 definieren, welche innerhalb des Querschnitts des ersten Bereichs 110 des Verbindungselements 100 angeordnet werden kann. Alle Teilbereiche des Querschnitts des ersten Bereichs 110, welche nicht von der größten inneren konvexen Fläche 162 eingenommen sind, lassen sich als Kühlrippen 170 definieren.