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Patent Searching and Data


Title:
SAFETY ELEMENT AND PLUG CONNECTOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/229221
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a safety element (10) for an electrical plug connector (100), said safety element (10) being designed to have an electrically insulating effect below a boundary temperature (TGrenz), and the safety element (10) being designed to have an electrically conductive effect above the boundary temperature (TGrenz).

Inventors:
WEISS MARCO (AT)
BATTISTI MARKUS (AT)
SCHULZ JAN-PATRICK (DE)
HOOR RAPHAEL (AT)
DAENICKE JONAS (AT)
Application Number:
PCT/EP2022/061105
Publication Date:
November 03, 2022
Filing Date:
April 26, 2022
Export Citation:
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Assignee:
HIRSCHMANN AUTOMOTIVE GMBH (AT)
International Classes:
H01R13/713; H01H37/32; H01R13/639; H01R4/01; H01R13/703
Foreign References:
US20180034197A12018-02-01
DE102018215879A12020-03-19
EP3384509A12018-10-10
US10069245B22018-09-04
Attorney, Agent or Firm:
GREIF, Thomas (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Sicherheitselement (10) für einen elektrischen Steckverbinder (100), wobei das Sicherheitselement (10) derart ausgebildet ist, dass dieses unterhalb einer Grenztemperatur (Tcrenz) eine elektrisch isolierende Wirkung aufweist, und wobei das Sicherheitselement (10) derart ausgebildet ist, dass dieses oberhalb der Grenztemperatur (TGrenz) eine elektrisch leitende Wirkung aufweist.

2. Sicherheitselement (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement (10) eine Sekundärverriegelung ist, die vorzugsweise dazu ausgebildet ist, einen erstes Steckverbindungselement (110) und ein zweites Steckverbindungselement (120) des Steckverbinders (100) miteinander zu verriegeln.

3. Sicherheitselement (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenztemperatur (TGrenz) in einem Bereich von 200°C bis 250°C liegt, vorzugsweise in einem Bereich von 210°C bis 240°C, ferner vorzugsweise in einem Bereich von 220°C bis 230°C liegt.

4. Sicherheitselement (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement (10) aus einem Polymer ausgebildet ist, das oberhalb der Grenztemperatur (TGrenz) elektrisch leitfähig ist. 5, Sicherheitselement (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement (10) einen Grundkörper (10‘) umfasst, der aus einem Polymer hergestellt ist, dass eine Schmelztemperatur aufweist, die der Grenztemperatur (TGrenz) entspricht.

6. Sicherheitselement (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (10‘) zumindest eine Bohrung (12) umfasst, wobei die zumindest eine Bohrung (12) zumindest ein elektrisch leitfähiges Element (14) aufnimmt, das vorzugsweise aus einem leitfähigen Polymer odereinem Metall ausgebildet ist, sodass das Sicherheitselement (10) derart ausgebildet ist, dass bei Überschreiten der Grenztemperatur (TGrenz), das Polymer, aus welchem der Grundkörper (10‘) ausgebildet ist schmilzt und das zumindest eine elektrisch leitfähige Element (14) freiliegt, sodass das Sicherheitselement (10) die elektrisch leitende Wirkung bei Überschreiten der Grenztemperatur (TGrenz) aufweist.

7. Sicherheitselement (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement (10) ein Element aus einem bimetallischen Material umfasst, welches derart ausgebildet ist, temperaturabhängig den elektrischen Widerstand derart zu verändert, dass dieses unterhalb einer Grenztemperatur (TGrenz) eine elektrisch isolierende Wirkung aufweist und oberhalb der Grenztemperatur (TGrenz) eine elektrisch leitende Wirkung aufweist.

8, Sicherheitselement (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement (10) ein Element aus einer Formgedächtnislegierung aufweist, das oberhalb der Grenztemperatur (TGrenz) seine Form ändert, sodass das Sicherheitselement (10) die elektrisch leitende Wirkung bei Überschreiten der Grenztemperatur (TGrenz) aufweist.

9. Sicherheitselement (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement (10) ein 3D-Druckelement ist, dass derart ausgebildet ist, dass dieses oberhalb der Grenztemperatur (Torenz) seine Form ändert, sodass das Sicherheitselement (10) die elektrisch leitende Wirkung bei Überschreiten der Grenztemperatur (TGrenz) aufweist.

10. Steckverbinder (100), umfassend ein Sicherheitselement (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.

11. Steckverbinder (100) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckverbinder (100) ein HV-Steckverbinder ist.

12. Steckverbinder (100) nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckverbinder (100) ein erstes Steckverbindungselement (110) und ein zweites Steckverbindungselement (120) aufweist und das Sicherheitselement (100) als Sekundärverriegelung ausgebildet ist um das erste Steckverbindungselement (110) und das zweite Steckverbindungselement (120) miteinander zu verriegeln.

13. Steckverbinder (100) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass in einem sekundärverriegelten Zustand des Steckverbinders (100) das Sicherheitselement (100) in der heißesten Zone des Steckverbinders (100) angeordnet ist und oberhalb der Grenztemperatur (TGrenz) eine elektrisch leitende Wirkung aufweist, sodass es oberhalb der Grenztemperatur (Torenz) zu einer geplanten Fehlfunktion des Steckverbinders (100) kommt.

Description:
Sicherheitselement und Steckverbinder

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Sicherheitselement für einen elektrischen Steckverbinder sowie einen Steckverbinder mit einem solchen Sicherheitselement.

Aus dem Stand der Technik sind Sicherheitselemente für elektrische Steckverbinder bekannt, die unabhängig von Umgebungseinflüssen immer die gleiche Wirkung haben. Kommt es zu einer großen Hitzeentwicklung aufgrund einer Fehlfunktion im Steckverbinder kann diese Fehlfunktion nicht erkannt werden, sondern es kommt zu Ausfall des Steckverbinders.

Ausgehend davon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Sicherheitselement für einen Steckverbinder zu schaffen, der es ertaubt gefährliche Fehlfunktionen zu vermeiden und die damit verbundenen Schäden zu verhindern.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weiterhin wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.

Erfindungsgemäß wird ein Sicherheitselement für einen elektrischen Steckverbinder bereitgestellt. Das Sicherheitselement ist derart ausgebildet, dass dieses unterhalb einer Grenztemperatur eine elektrisch isolierende Wirkung aufweist. Ferner ist das Sicherheitselement derart ausgebildet ist, dass dieses oberhalb der Grenztemperatur eine elektrisch leitende Wirkung aufweist.

Ferner wird erfindungsgemäß ein Steckverbinder bereitgestellt, umfassend ein solches oder wie nachfolgend beschrieben weitergebildetes Sicherheitselement.

Die Grenztemperatur ist dabei die Temperatur, bei welcher sich der elektrische Widerstand beziehungsweise die elektrische Leitfähigkeit des Sicherheitselements derart ändert, dass das Sicherheitselement oberhalb der Grenztemperatur eine elektrisch leitfähige Wirkung aufweist. Unterhalb der Grenztemperatur weist das Sicherheitselement eine elektrisch isolierende Wirkung auf. Hierdurch wird erreicht, dass das Sicherheitselement derart ausgebildet ist, dass ein Steckverbinder, der ein solches Sicherheitselement aufweist, unterhalb der Grenztemperatur seine vorgesehene Funktionalität im Sinne einer Bereitstellung einer elektrischen Verbindung, aufweist. Oberhalb der Grenztemperatur wird das Sicherheitselement elektrisch leitfähig und es kommt im Steckverbinder zu einer gewollten Fehlfunktion. Bei dieser Fehlfunktion kann es sich beispielsweise um einen Kurzschluss oder um eine elektrisch messbare Fehlfunktion des Steckverbinders handeln. Ebenfalls kann hierdurch eine Sicherheitsfunktion ausgelöst werden. insbesondere ist der Isolationswiderstand des Sicherheitselements temperaturabhängig. Das heißt der Isolationswiderstand verändert sich mit der Temperatur des Sicherheitselements. Der Isolationswiderstand des

Sicherheitselements bezieht sich dabei auf das Sicherheitselement als bauliche Einheit unabhängig davon, wie Viele Bauteile das Sicherheitselement als Ganzes umfasst. Der Isolationswiderstand des Sicherheitselements kann sich beispielsweise durch Schmelzen einer Komponente oder Bauteils und/oder durch temperaturabhängige Veränderungen der Materialeigenschaften (wie Änderung der elektrischen Leitfähigkeit beziehungsweise des elektrischen Widerstands) einzelner Bauteile des Sicherheitselements ändern.

Eine erster Schwellenwert des Isolationswiderstands (R iso ), bei welchem das Sicherheitselement elektrisch leitfähig im Sinne der Erfindung gilt kann beispielsweise bei 500kΩ liegen. Ferner kann ein zweiter Schwellenwert beispielsweise bei 100 kΩ.

Vorzugsweise ist die Grenztemperatur derart bemessen, dass es auch bei Erreichen oder Überschreiten der Grenztemperatur nicht zu einer Beschädigung oder Zerstörung des Steckverbinders kommt, sondern dieser intakt bleibt. Dies wird insbesondere dadurch erreicht, dass die Grenztemperatur nur in einer heißesten Zone des Steckverbinders auftritt, in welcher das Sicherheitselement zumindest teilweise angeordnet ist.

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Sicherheitselement eine Sekundärverriegelung ist, die vorzugsweise dazu ausgebildet ist, einen erstes Steckverbindungselement und ein zweites Steckverbindungselement eines Steckverbinders miteinander zu verriegeln. Hierdurch wird definiert, dass es sich bei dem Sicherheitselement um eine sekundäre Verriegelung handelt, die dazu ausgebildet ist, einen Steckverbinder sekundär zu verriegeln, also eine zusätzliche Verriegelung zu einer Primärverriegelung eines Steckverbinders bereitzustellen.

Bei der Sekundärverriegelung kann es sich um ein von dem ersten Steckverbindungselement und dem zweiten Steckverbindungselement separates Bauteil handeln, das unabhängig von dem ersten Steckverbindungselement und dem zweiten Steckverbindungselement des Steckverbinders ausgebildet ist, Hierdurch kann die Sekundärverriegelung einfach ausgetauscht werden, was beispielsweise nach dem Überschreiten der Grenztemperatur erforderlich sein kann, ln Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Grenztemperatur in einem Bereich von 200°C bis 250°C liegt, vorzugsweise in einem Bereich von 210°C bis 240°C, ferner vorzugsweise in einem Bereich von 220°C bis 230°C liegt. Hierdurch wird erreicht, dass die Grenztemperatur, welche vorzugsweise nur in der heißesten Zone des Steckverbinders vorliegt, in einem Temperaturbereich liegt, in dem verhindert wird, dass es zu einer Schädigung des Steckverbinders kommt.

In einer weiteren Ausgestaltung des Sicherheitselements ist vorgesehen, dass das Sicherheitselement aus einem Polymer ausgebildet ist, das oberhalb der Grenztemperatur elektrisch leitfähig ist. Hierdurch wird ein Sicherheitselement angegeben, dass aufgrund seiner Materialeigenschaften oberhalb der Grenztemperatur elektrisch leitfähig ist,

In Weiterbildung des Sicherheitselements ist vorgesehen, dass das Sicherheitselement einen Grundkörper umfasst, der aus einem Polymer hergestellt ist, das eine Schmelztemperatur aulweist, die der Grenztemperatur entspricht. Hierdurch wird erreicht, dass der Grundkörper beim Erreichen der Grenztemperatur schmilzt.

In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Grundkörper des Sicherheitselements aus einem Polymer ausgebildet ist, das oberhalb der Grenztemperatur elektrisch leitfähig ist. Weiterhin ist in Weiterbildung des Sicherheitselements vorgesehen, dass der Grundkörper zumindest eine Bohrung umfasst, wobei die zumindest eine Bohrung zumindest ein elektrisch leitfähiges Element aufnimmt.

Insbesondere ist das Sicherheitselement derart ausgebildet, dass bei Überschreiten der Grenztemperatur, das Polymer, aus welchem der Grundkörper ausgebildet ist, schmilzt und das zumindest eine elektrisch leitfähige Element freiliegt, sodass das Sicherheitselement die elektrisch leitende Wirkung bei Überschreiten der Grenztemperatur aufweist. Hierdurch wird erreicht, dass ein elektrischer Kontakt durch das elektrisch leitfähige Element des Sicherheitselements herstellbar ist, sodass das Sicherheitselement die elektrisch leitende Wirkung aufweist. Dadurch wird nach einem einmaligen Überschreiten der Grenztemperatur das Sicherheitselement dauerhaft leitfähig. Ist ein solches dauerhaft leitfähig gewordenes Sicherheitselement in einen Steckverbinder eingebaut, ist die Sicherheitsfunktion so lange ausgelöst bis das Sicherheitselement ausgewechselt wird.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das zumindest eine elektrisch leitfähige Element aus einem leitfähigen Polymer oder einem Metall ausgebildet sein.

In einerweiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind in dem Grundkörper zwei Bohrungen ausgebildet. In jeder Bohrung ist vorzugsweise ein elektrisch leitfähiges Element angeordnet.

In Weiterbildung der Erfindung kann es sich bei dem zumindest einen elektrisch leitfähigen Element um einen Stift handeln. in weiterer Ausgestaltung des Sicherheitselements ist vorgesehen, dass das Sicherheitselement ein Element aus bimetallischem Material umfasst, welches ausgebildet ist, temperaturabhängig den elektrischen Widerstand und/oder die Form derart zu verändert, sodass dieses unterhalb einer Grenztemperatur eine elektrisch isolierende Wirkung aufweist und oberhalb der Grenztemperatur eine elektrisch leitende Wirkung aufweist.

In einer weiteren Ausgestaltung kann es sich dabei um ein reversibles Sicherheitselement handeln, dass bei Überschreiten der Grenztemperatur elektrisch leitfähig ist und bei erneutem Unterschreiten der Grenztemperatur elektrisch isolierend ist.

Weiterhin kann es sich hierbei um ein wiederverwendbares Sicherheitselement handeln, das ein mehrfaches Überschreiten und/oder Unterschreiten der

Grenztemperatur erlaubt.

Es ist weiterhin vorgesehen, dass das Sicherheitselement ein Element aus einer Formgedächtnislegierung aufweist, das oberhalb der Grenztemperatur seine Form ändert, sodass das Sicherheitselement die elektrisch leitende Wirkung bei Überschreiten der Grenztemperatur aufweist Hierdurch wird eine weitere alternative Ausführungsform angegeben, die auf einer Formänderung des Sicherheitselements beruht. Hierdurch kann auch in Überkopflage oder in anderen Fällen, in denen die Funktion eines Sicherheitselements gegebenenfalls eingeschränkt sein könnte,zuverlässig eine elektrisch leitende Wirkung hergestellt werden.

In Weiterbildung des Sicherheitselements ist vorgesehen, dass das Sicherheitselement ein Formgedächtniselement ist, das vorzugsweise ein 3D-

Druckelement ist, das derart ausgebildet ist, dass dieses oberhalb der Grenztemperatur seine Form ändert, sodass das Sicherheitselement die elektrisch leitende Wirkung bei Überschreiten der Grenztemperatur aulweist. Hierdurch lassen sich Formen realisieren, die durch andere Fertigungsverfahren nicht realisierbar sind. Ferner kann, wie vorstehend beschrieben, durch die Möglichkeit der Formänderung auch in Überkopflage oder in anderen Fällen, in denen die Funktion eines Sicherheitselements gegebenenfalls eingeschränkt sein könnte, zuverlässig eine elektrisch leitende Wirkung hergestellt werden.

In Weiterbildung des Steckverbinders ist vorgesehen, dass der Steckverbinder ein HV-

Steckverbinder (Hochvolt-Steckverbinder) ist. „Hochvolt“ im Sinne der Erfindung, bezieht sich dabei auf Wechselspannungen (AC) von 30 V bis 1 kV oder auf Gleichspannungen (DC) von 60 V bis 1 ,5 kV. Hierdurch wird ein Steckverbinder angegeben, der den Erfordernissen moderner Fahrzeugsysteme wie beispielsweise batterieelektrischer Fahrzeugen (BEV) oder Plug-in-Hybrid Fahrzeugen (PHEV) genügt.

Außerdem ist in einerweiteren Ausgestaltung des Streckverbinders vorgesehen, dass der Steckverbinder ein erstes Steckverbindungselement und ein zweites Steckverbindungselement aufweist.

Weiterhin kann das Sicherheitselement als Sekundärverriegelung ausgebildet sein, um das erste Steckverbindungselement und das zweite Steckverbindungseiement miteinander zu verriegeln.

Vorzugsweise weist der Steckverbinder neben dem als Sekundärverriegelung ausgebildeten Sicherheitselement auch eine Primärverriegelung auf.

In Weiterbildung des Steckverbinders ist vorgesehen, dass in einem sekundärverriegelten Zustand des Steckverbinders das Sicherheitselement in der heißesten Zone des Steckverbinders angeordnet ist und oberhalb der Grenztemperatur eine elektrisch leitende Wirkung aufweist, sodass es oberhalb der Grenztemperatur zu einer geplanten Fehlfunktion des Steckverbinders kommt.

Ergänzend zu den oben beschriebene beschriebenen Umweltparametern der Temperatur kann es auch vorgesehen, sein, dass ein zweiter Umweltparameter wie beispielsweise die Luftfeuchtigkeit die elektrische Leitfähigkeit beziehungsweise dem elektrischen Widerstand des Sicherheitselements beeinflussen.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den folgenden anhand von Figuren erläuterten Ausführungsbeispielen.

Es zeigen:

Figur 1: eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Sicherheitselements einer ersten Ausführungsform,

Figur 2: eine schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen

Sicherheitselements einer zweiten Ausführungsform,

Figur 3: eine schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen

Sicherheitselements einer dritten Ausführungsform, Figur 4: eine schematische persepektivische Schnittdarstellung eines zweiten Steckverbindungselements und eines erfindungsgemäßen Sicherheitselements der zweiten Ausführungsform,

Figur 5: eine schematische Teilschnittdarstellung des erfindungsgemäßen Steckverbinders mit dem erfindungsgemäßen Sicherheitselements der zweiten Ausführungsform, und

Figur 6: eine schematische perspektivische Teilschnittdarstellung des erfindungsgemäßen Steckverbinders mit dem erfindungsgemäßen Sicherheitselements der zweiten Ausführungsform,

Figur 1 zeigt eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Sicherheitselements 10 einer ersten Ausführungsform, Bei dem erfindungsgemäßen Sicherheitselement 10 handelt es sich um ein Sicherheitselement 10 für einen elektrischen Steckverbinder 100. Das Sicherheitselement 10 ist derart ausgebildet, dass dieses unterhalb einer Grenztemperatur T Grenz eine elektrisch isolierende Wirkung aufweist. Das Sicherheitselement 10 ist ferner derart ausgebildet, dass dieses oberhalb der Grenztemperatur T Grenz eine elektrisch leitende Wirkung aufweist. Ein Teil des Sicherheitselements 10 ist dabei vorzugsweise in einem in den elektrischen Steckverbinder eingebauten Zustand in einer heißeste Zone H des elektrischen Steckverbinders 100 angeordnet.

Das Sicherhettselement 10 gemäß Figur 1 ist eine Sekundärverriegelung. Eine solche Sekundärverrieglung ist vorzugsweise dazu ausgebildet, ein erstes Steckverbindungselement 110 und ein zweites Steckverbindungselement 120 des Steckverbinders 100 miteinander zu verriegeln.

Die Grenztemperatur T Grenz liegt vorzugsweise in einem Bereich von 200°C bis 250°C, ferner vorzugsweise in einem Bereich von 210°C bis 240°C, insbesondere in einem Bereich von 220°C bis 230°C.

Das Sicherheitselement 10 gemäß Figur 1 weist einen Grundkörpers 10' auf, der aus einem Polymer ausgebildet ist. Es kann dabei vorgesehen sein, dass das Polymer oberhalb der Grenztemperatur T Grenz elektrisch leitfähig ist.

Alternativ kann das Sicherheitselement 10 einen Grundkörper 10' umfassen, der aus einem Polymer hergestellt ist, dass eine Schmelztemperatur aufweist, die der Grenztemperatur T Grenz entspricht. Hierdurch wird erreicht, dass der Grundkörper bei Überschreiten der Grenztemperatur schmilzt und leitfähige Elemente des Sicherheitselements freiliegen, sodass das hierdurch ein elektrischer Kontakt hergestellt wird.

Wie in Figur 1 zu erkennen weist das Sicherheitselement 10 zwei Stege 16 auf, die zur Verriegelung des ersten Steckverbindungselements 110 und des zweiten Steckverbindungselements 120 des Steckverbinders 100 dienen. Ein distales Ende 16E der Stege 16 erstreckt sich dabei derart, dass diese in der heißeste Zone H des elektrischen Steckverbinders 100 angeordnet sind.

Ferner weist das Sicherheitselement 10 zumindest ein Führungselement 18 auf, das zur Führung und zur ordnungsgemäßen Positionierung des Sicherheitselements 10 in dem Steckverbinder 100 beziehungsweise in dem ersten Steckverbindungselement 110 und dem zweiten Steckverbindungselement 120 des Steckverbinders 100 dient.

Weiterhin weist das Sicherheitselement 10 zumindest eine Rastfläche auf, die dazu dient, dass Sicherelement in dem Steckverbinder 100 beziehungsweise in dem ersten Steckverbindungselement 110 und dem zweiten Steckverbindungseiement 120 des Steckverbinders 100 zu verrasten.

Figur 2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Sicherheitselements 10 einer zweiten Ausführungsform. Die zweite Ausführungsform beruht dabei auf dem Sicherheitselement 10 der ersten Ausführungsform, wobei nachfolgend lediglich die Unterschiede zu der ersten Ausführungsform des Sicherheitselements 10 ergänzend beschrieben sind.

Der Grundkörper 10' umfasst zumindest eine Bohrung 12. Im Allgemeinen Fall nimmt, die Bohrung 12 ein elektrisch leitfähiges Element 14 auf. Das Sicherheitselement 10 ist derart ausgebildet, dass bei Überschreiten der Grenztemperatur T Grenz , das Polymer, aus welchem der Grundkörper 10‘ ausgebildet ist, schmilzt und das zumindest eine elektrisch leitfähige Element 14 freiliegt, sodass das Sicherheitselement 10 die elektrisch leitende Wirkung bei Überschreiten der Grenztemperatur T Grenz aufweist.

Vorzugsweise ist das leitfähige Element als Stift 14 ausgebildet und es nimmt, wie in Figur 2 gezeigt jede Bohrung 12 einen Stift 14 auf, der aus einem leitfähigen Polymer oder einem Metall ausgebiidet ist Das Sicherheitselement 10 ist derart ausgebildet, dass bei Überschreiten der Grenztemperatur T Grenz , das Polymer, aus welchem der Grundkörper 10‘ ausgebiidet ist, schmilzt und der zumindest eine Stift 14, insbesondere die distalen Enden 14e des Stifts 14 freiliegen, sodass das Sicherheitselement 10 die elektrisch leitende Wirkung bei Überschreiten der

Grenztemperatur T Grenz aufweist.

Wie aus der Figur 2 ersichtlich sind zwei Bohrungen 12 ausgebildet und in jeder der zwei Bohrungen 12 ist jeweils ein Stift 14 angeordnet. Das distale Ende 14E des Stifts ist in der heißeste Zone H des elektrischen Steckverbinders 100 angeordnet. Wie aus der Figur 2 ersichtlich ist jeder Stift 14 in die jeweilige Bohrung des Grundkörpers 10‘ eingepresst.

Gemäß der in Figur 2 gezeigten Ausführungsform sind zwei Bohrungen 12 in dem Grundkörper 10' ausgebildet und in jeder der Bohrungen 12 ist jeweils ein elektrisch leitendes Element, vorzugsweise ein Stift 14 ausgebildet.

Die Bohrungen 12 sind dabei jeweils in den Stegen 16 ausgebildet, die zur Verriegelung des ersten Steckverbindungselements 110 und des zweiten Steckverbindungselements 120 des Steckverbinders 100 dienen.

Vorzugsweise ist die zumindest Bohrung 12 als Sackloch oder als Sacklochbohrung ausgebildet, sodass diese lediglich zu einer Seite offen ist, sodass durch die Öffnung das zumindest eine elektrisch leitende Element 14 eingepresst werden kann. Im eingepressten Zustand ist das elektrisch leitende Element 14 von einer gleichmäßig dicken Materialschicht des Grundkörpers 10‘ umgeben und lediglich die Öffnung, durch welche das leitende Element 14 eingepresst wurde, verbleibt offen.

Figur 3 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Sicherheitselements 10 einer dritten Ausführungsform. Die dritte Ausführungsform beruht dabei auf dem Sicherheitselement 10 der zweiten Ausführungsform, wobei nachfolgend lediglich die Unterschiede zu der ersten Ausführungsform des Sicherheitselements 10 ergänzend beschrieben sind.

Abweichend von der zweiten Ausführungsform ist in der dritten Ausführungsform lediglich ein einzelnes elektrisch leitfähiges Element 14 ausgebildet. Das elektrisch leitfähige Element 14 ist dabei derart ausgebildet, dass dieses mehrere distale Enden 14E aufweist, wobei jedes distale Ende 14E einer Bohrung 12 zugeordnet ist. Somit greift das elektrisch leitfähiges Element 14 in alle Bohrungen 12 ein. Bei einem Überschreiten der Grenztemperatur T Grenz , schmilzt das Polymer, aus welchem der Grundkörper 10‘ ausgebildet ist und das elektrisch leitfähige Element 14, insbesondere die distalen Enden 14e des elektrisch leitfähigen Elements 14 liegen frei, sodass das Sicherheitselement 10 die elektrisch leitende Wirkung bei Überschreiten der Grenztemperatur T Grenz aufweist. Im Fall des dritten Ausführungsbeispiels gemäß Figur3 kann es beispielsweise zu einem Kurzschluss kommen,

Figur 4 zeigt eine schematische persepektivische Schnittdarstellung eines zweiten Steckverbindungselements 120 und eines erfindungsgemäßen Sicherheitselements 10 der zweiten Ausführungsform. Es ist jedoch auch möglich, dass ein Sicherheitselement 10 einer anderen Ausführungsform zum Einsatz kommt.

Das zweite Steckverbindungselement 120 des Steckverbinders 100 weist dabei zwei elektrische Kontaktpartner 122, 124 auf. Im Bereich dieser elektrischen Kontaktpartner 122, 124 befindet sich die heißeste Zone H des elektrischen Steckverbinders 100. Jedem dieser elektrischen Kontaktpartner 122, 124 ist ein Steg 18 des Sicherheitselements 10 zugeornet. Kommt es an einem der elektrischen Kontaktpartner 122, 124 zu einer unzulässig hohen Temperatur in Form einer Überschreitung der Grenztemperatur T Grenz , so schmilzt das Polymer des jeweiligen Stegs 16 und es kommt zu einem elektrischen Kontakt, Dies wird dadruch erreicht, dass der Stift 14 mit dem elektrische Kontaktpartner 122, 124 des zweiten Steckverbindungselement 120 in elektrischen Kontakt kommt. Hierdurch wird eine messbare Fehlfunktion ausgelöst, welche erfassbar ist, sodass festgestellt werden kann, dass die Grenztemperatur T Grenz im Steckverbinder 100 überschritten wurde.

Vorzugsweise handelt es sich bei dem Steckverbinder gemäß Figur 4 bis 6 um einen Hochvolt-Steckverbinder (HV-Steckverbinder).

Figur 5 zeigt eine schematische Teilschnittdarstellung des erfindungsgemäßen Steckverbinders 100 mit dem erfindungsgemäßen Sicherheitselement 10 der zweiten Ausführungsform. Es ist jedoch auch möglich, dass ein Sicherheitselement 10 einer anderen Ausführungsform zum Einsatz kommt.

Der Steckverbinder 100 weist ein erstes Steckverbindungselement 110 und das bereits mit Hinblick auf Figur 4 beschriebene zweite Steckverbindungselement 120 auf. Das Sicherheitselement 100 ist als Sekundärverriegelung ausgebildet, um das erste Steckverbindungselement 110 und das zweite Steckverbindungselement 120 miteinander zu verriegeln,

Figur 5 zeigt den Steckverbinder 100 in einem sekundärvernegelten Zustand. Das als Sekundärverriegelung ausgebifdete Sicherheitselement 10 ist dabei zur Verriegelung des ersten Steckverbindungselements 110 und des zweiten Steckverbindungselements 120 als Zwischenelement zwischen dem ersten Steckverbindungselement 110 und dem zweiten Steckverbindungselement 120 angeordnet.

Das Sicherheitselement 10 ist dabei wie oben mit Bezug auf Figur 4 beschrieben in der heißesten Zone H des Steckverbinders 100 angeordnet und weist oberhalb der Grenztemperatur T Grenz eine elektrisch leitende Wirkung aufweist, sodass es oberhalb der Grenztemperatur T Grenz zu einer geplanten Fehlfunktion des Steckverbinders 100 kommt.

Wie bereits vorstehend ausgeführt, weist das Sicherheitselement 10 das Führungselement 18 auf. Dieses Führungselement 18 ist, wie in Figur 5 gut zu erkennen, als Führungsnut ausgebildet. Die Führungsnut kann wie in Figur 5 dargestellt einen T-förmigen Querschnitt haben.

Wie in der Figur 5 ebenfalls gut zu erkennen ist, weist das zweite Steckverbindungselement 120 ein Gegenführungselement 128 auf. Dieses Gegenführungselement 128 ist wie in Figur 5 gut zu erkennen als Führungssteg ausgebildet. Der Führungssteg kann wie in Figur 5 dargestellt einen T-förmigen Querschnitt haben.

Weiterhin sind Führungselement 18 und Gegenführungselement 128 derart ausgebildet, dass das Sicherheitselement 10 gegenüber dem zweiten Steckverbindungselement 120 durch Führungselement 18 und Gegenführungselement 128 geführt wird.

Figur 6 zeigt eine schematische perspektivische Teilschnittdarstellung des erfindungsgemäßen Steckverbinders, der bereits in Figur 5 gezeigt ist, mit dem erfindungsgemäßen Sicherheitselements der zweiten Ausführungsform. Es ist jedoch auch möglich, dass ein Sicherheitselement 10 einer anderen Ausführungsform zum Einsatz kommt.

Bezugszeichenliste

10 Sicherheitselement

10‘ Grundkörper

12 Bohrung

14 Stift

14E distales Ende des Stifts 14

16 Steg

16E distales Ende des Stegs

18 Führungselement

100 Steckverbinder

110 erstes Steckverbindungselement

120 zweites Steckverbindungselement

122 elektrischer Kontaktpartner

124 elektrischer Kontaktpartner

128 Gegenführungselement

F Einpresskraft

H heißeste Zone T Grenz Grenztemperatur