(57)【要約】      （修正有）【課題】電気エネルギーを伝達するための改良された高電流コンタクトデバイスの提供。【解決手段】高電流コンタクトデバイス１０は、コンタクトハウジングと、第１のコンタクト要素２０と、温度測定デバイス２５とを有する。第１のコンタクト要素２０は、嵌合軸４５に沿って延び、温度測定デバイス２５は、第１の熱伝導経路１２０と、第１の温度センサ１０５を含む回路キャリアを有し、回路キャリアは、第１のコンタクト要素２０の側方に隣接して配置され、第１の熱伝導経路１２０は、接触面１３５を含む弾性かつ熱伝導性の第１の熱伝導要素１２５を有し、接触面１３５は、第１のコンタクト要素２０の第１の外周面１４０に当接し、第１の熱伝導要素１２５は、第１のコンタクト要素２０を第１の温度センサ１０５に熱的に結合し、第１の温度センサ１０５は、第１のコンタクト要素２０の温度を測定する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気エネルギーを伝達するための高電流コンタクトデバイス（１０）であって、
前記高電流コンタクトデバイス（１０）は、
-  コンタクトハウジング（１５）と、
-  少なくとも前記コンタクトハウジング（１５）に配置された第１のコンタクト要素（２０）と、
-  温度測定デバイス（２５）と、を有し、
前記第１のコンタクト要素（２０）は、少なくともいくつかの部分で嵌合軸（４５）に沿って延び、
前記温度測定デバイス（２５）は、第１の温度センサ（１０５）を含む少なくとも１つの回路キャリア（６５、３１０）と、第１の熱伝導経路（１２０）とを有し、
前記第１の温度センサ（１０５）は、前記回路キャリア（６５、３１０）に配置され、前記回路キャリア（６５、３１０）は、前記第１のコンタクト要素（２０）の側方に隣接して配置され、
前記第１の熱伝導経路（１２０）は、接触面（１３５）を含む弾性かつ熱伝導性の第１の熱伝導要素（１２５）を有し、
前記接触面（１３５）は、前記第１のコンタクト要素（２０）の第１の外周面（１４０）に当接し、
前記第１の熱伝導要素（１２５）は、前記第１のコンタクト要素（２０）を前記第１の温度センサ（１０５）に熱的に結合し、
前記第１の温度センサ（１０５）は、前記第１のコンタクト要素（２０）の温度を測定するように設計されている、
高電流コンタクトデバイス。
【請求項２】
前記第１の熱伝導要素（１２５）は、第１の前記接触面（１３５）によって前記第１の外周面（１４０）に押し付けられ、
前記第１の熱伝導要素（１２５）は、少なくとも１０パーセント、好ましくは２０パーセント〜４０パーセント、特に３０パーセントの弾性変形を、少なくとも前記接触面（１３５）に隣接する領域において呈する、
請求項１に記載の高電流コンタクトデバイス（１０）。
【請求項３】
前記回路キャリア（６５、３１０）はフィードスルー（１００）を有し、
前記第１のコンタクト要素（２０）は前記フィードスルー（１００）を通り、
前記第１の熱伝導要素（１２５）は、前記回路キャリア（６５、３１０）において前記フィードスルー（１００）に隣接して配置され、
前記第１の熱伝導要素（１２５）は、好ましくは、材料嵌合により前記回路キャリア（６５、３１０）に接続されている、
請求項１または２に記載の高電流コンタクトデバイス（１０）。
【請求項４】
前記第１の熱伝導要素（１２５）は、リングまたは中空円筒の形状に設計され、
前記接触面（１３５）は、前記嵌合軸（４５）の周りで連続的に延びるように、前記第１の熱伝導要素（１２５）の内周面に配置され、
前記接触面（１３５）は、前記第１のコンタクト要素（２０）の前記第１の外周面（１４０）に密閉するように当接する、
請求項１から３のいずれか一項に記載の高電流コンタクトデバイス（１０）。
【請求項５】
前記第１の熱伝導要素（１２５）は、少なくとも１つの支持ウエブ（１５５）、好ましくは、前記嵌合軸（４５）に関して見たとき、周方向に互いにずれて配置された複数の支持ウエブ（１５５）を有し、
前記支持ウエブ（１５５）は、半径方向内方から半径方向外方へ延び、前記嵌合軸（４５）に関して半径方向に見たとき、前記接触面（１３５）から離れた前記第１の熱伝導要素（１２５）の側に配置されている、
請求項４に記載の高電流コンタクトデバイス（１０）。
【請求項６】
前記第１の温度センサ（１０５）は、材料嵌合により前記第１の熱伝導要素（１２５）に接続され、
前記第１の温度センサ（１０５）は、好ましくは、前記第１の熱伝導要素（１２５）に埋め込まれ、特に、前記第１の熱伝導要素（１２５）のマトリックス材料内に、少なくともいくつかの部分で、好ましくは完全にモールドされている、
請求項１から５のいずれか一項に記載の高電流コンタクトデバイス（１０）。
【請求項７】
前記第１の熱伝導経路（１２０）は、前記回路キャリア（６５、３１０）に配置された第２の熱伝導要素（１３０）を有し、
前記第２の熱伝導要素（１３０）は、前記回路キャリア（６５、３１０）上および／または前記回路キャリア（６５、３１０）内に少なくとも１つのメタライズ層（１３２）を有し、
前記第２の熱伝導要素（１３０）は、前記第１の温度センサ（１０５）に熱的に結合され、特に、第１の端部で前記第１の温度センサ（１０５）に当接し、
前記第２の熱伝導要素（１３０）は、前記第１の熱伝導要素（１２５）を前記第１の温度センサ（１０５）に熱的に接続する、
請求項１から６のいずれか一項に記載の高電流コンタクトデバイス（１０）。
【請求項８】
前記第２の熱伝導要素（１３０）は、前記第１の熱伝導要素（１２５）に接触するために、前記回路キャリア（６５、３１０）の側方に熱結合面（２５５、２６０）を有し、
前記第２の熱伝導要素（１３０）の前記熱結合面（２５５、２６０）は、前記回路キャリア（６５、３１０）の端面（８０）に対してある角度で、好ましくは垂直に配置されている、
請求項７に記載の高電流コンタクトデバイス（１０）。
【請求項９】
前記フィードスルー（１００）はボアのように設計され、前記第２の熱伝導要素（１３０）は、前記フィードスルー（１００）の周りの少なくとも部分リングの形状に設計されている、
請求項３に従属する請求項７または請求項８に記載の高電流コンタクトデバイス（１０）。
【請求項１０】
前記第１の熱伝導要素（１２５）は、少なくともシリコーンおよび／またはポリエチレンおよび／またはポリウレタンを含む、少なくとも１つのマトリックス材料から構成され、
以下の充填材料、すなわち、酸化アルミニウム、硝酸アルミニウム、酸化ケイ素、硝酸ケイ素、ホウ素、導電性金属、好ましくは鉄もしくは非鉄金属ベースの非導電性かつ熱伝導性金属化合物のうちの少なくとも１つが前記マトリックス材料に埋め込まれ、かつ／または、
前記第２の熱伝導要素（１３０）はアルミニウムおよび／または銅から構成される、
請求項１から９のいずれか一項に記載の高電流コンタクトデバイス（１０）。
【請求項１１】
第１の位置と第２の位置との間で変位可能なキャリア（１７５）を含むコンタクト固定手段（１７０）を有し、
前記第１の位置で、前記キャリア（１７５）は、係合部（２２５）から離間して前記第１のコンタクト要素（２０）を解放するように配置され、前記第２の位置で、前記キャリア（１７５）は、前記第１のコンタクト要素（２０）を外れないように固定し、
前記第１の熱伝導要素（１２５）は前記キャリア（１７５）に締結され、
前記第１の位置で、前記第１の熱伝導要素（１２５）は、前記第１のコンタクト要素（２０）の前記第１の外周面（１４０）から離間するように配置され、
前記第２の位置で、前記接触面（１３５）は、前記第１の外周面（１４０）に当接し、前記第１の外周面（１４０）に熱的に接続されている、
請求項１から１０のいずれか一項に記載の高電流コンタクトデバイス（１０）。
【請求項１２】
前記キャリア（１７５）はレセプタクル（２２０）を有し、
前記レセプタクル（２２０）は、前記フィードスルー（１００）に隣接して配置され、
前記第１の熱伝導要素（１２５）は、第１の部分（２３５）が前記レセプタクル（２２０）内にある状態で配置され、
前記第１の熱伝導要素（１２５）は、第２の部分（２４０）により、前記レセプタクル（２２０）から前記フィードスルー（１００）内へ突出し、
前記接触面（１３５）は前記第２の部分（２４０）に配置されている、
請求項１１に記載の高電流コンタクトデバイス（１０）。
【請求項１３】
前記高電流コンタクトデバイス（１０）は、少なくとも１つの第２のコンタクト要素（５０）を有し、
前記第２のコンタクト要素（５０）は、前記第１のコンタクト要素（２０）からずれ、かつ前記嵌合軸（４５）に垂直な方向にずれて配置され、
前記温度測定デバイス（２５）は第２の熱伝導経路（２８５）を有し、
前記第２の熱伝導経路（２８５）は、前記第１の温度センサ（１０５）を前記第２のコンタクト要素（５０）に熱的に接続する、
請求項１から１２のいずれか一項に記載の高電流コンタクトデバイス（１０）。
【請求項１４】
前記回路キャリア（６５、３１０）は、プリント回路基板または射出成形回路キャリア（６５、３１０）として設計されている、
請求項１から１３のいずれか一項に記載の高電流コンタクトデバイス（１０）。
【請求項１５】
前記第１の熱伝導要素（１２５）は、円柱の形状に、または中実体として設計され、
前記第１の熱伝導要素（１２５）の前記接触面（１３５）は、前記第１の熱伝導要素（１２５）の第２の外周面（１６０）に配置されている、
請求項１から１４のいずれか一項に記載の高電流コンタクトデバイス（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１に記載の高電流コンタクトデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
電流を流すためのコンタクトピンなどのコンタクト要素を含むプラグデバイスインサートが、ＤＥ１０２０１６１０７４０１Ａ１から知られている。コンタクト要素は、コンタクト要素が相補コンタクト要素に接触する接触領域と、導体が接続される接続領域とを含む。少なくとも１つのコンタクト要素の温度が、接触領域と接続領域との間にある測定領域において検出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ＤＥ１０２０１６１０７４０１Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、電気エネルギーを伝達するための改良された高電流コンタクトデバイスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、請求項１に記載の高電流コンタクトデバイスによって達成される。有利な実施形態は、従属請求項において明らかになる。
【０００６】
電気エネルギーを伝達するように設計された改良型の高電流コンタクトデバイスであって、コンタクトハウジングと、コンタクトハウジングに配置された少なくとも第１のコンタクト要素と、温度測定デバイスとを有する高電流コンタクトデバイスを提供できることが認識されている。第１のコンタクト要素は、少なくともいくつかの部分で嵌合軸に沿って延びる。温度測定デバイスは、第１の熱伝導経路と、第１の温度センサを含む少なくとも１つの回路キャリアとを有する。第１の温度センサは回路キャリアに配置され、回路キャリアは、第１のコンタクト要素の側方に隣接して配置される。第１の熱伝導経路は、接触面を含む弾性かつ熱伝導性の第１の熱伝導要素を有し、接触面は、第１のコンタクト要素の第１の外周面に当接する。第１の熱伝導要素は、第１のコンタクト要素を第１の温度センサに熱的に結合する。第１の温度センサは、第１のコンタクト要素の温度を測定するように設計される。
【０００７】
この構成は、熱伝導経路により、温度センサが、コンタクト要素に直接締結される必要はないが、それにもかかわらず、第１のコンタクト要素に非常に効果的な方法で熱的に結合されるため、第１のコンタクト要素の温度を動的かつ正確に測定することができるという利点を有する。したがって、高電流コンタクトデバイスを、幾何学的に柔軟に構成することができる。さらに、この構成は、温度を略リアルタイムで検出することができるという利点を有する。したがって、コンタクトデバイスの破壊または損傷を防止するように、電流伝達の早期の中断が可能である。さらに、例えば−４０°までの極低温領域の温度を特定することも可能である。
【０００８】
さらなる実施形態において、第１の熱伝導要素は、第１の接触面によって第１の外周面に押し付けられ、第１の熱伝導要素は、好ましくは少なくとも１パーセント、好ましくは１０パーセント、好ましくは２０パーセント〜４０パーセント、特に最大３０パーセントの弾性変形を、少なくとも接触面に隣接する領域において呈することができる。これにより、外周面と第１の熱伝導要素との間の熱接触抵抗が特に低くなる。
【０００９】
さらなる実施形態において、回路キャリアはフィードスルーを有し、第１のコンタクト要素はフィードスルーを通り、第１の熱伝導要素は、回路キャリアにおいてフィードスルーに隣接して配置される。第１の熱伝導要素は、好ましくは材料嵌合により回路キャリアに接続される。これにより、第１のコンタクト要素がフィードスルーを貫通するときに熱伝導要素が外れることを防止する。
【００１０】
第１の熱伝導要素は、リングまたは中空円筒の形状に設計され、接触面は、嵌合軸の周りで連続的に延びるように、第１の熱伝導要素の内周面に配置され、接触面は、第１のコンタクト要素の第１の外周面に密閉するように当接すると特に有利である。これにより、第１のコンタクト要素を密閉するための追加のシールを省くことができる。
【００１１】
さらなる実施形態において、第１の熱伝導要素は、少なくとも１つの支持ウエブ、好ましくは、嵌合軸に関して見たとき、周方向に互いにずれて配置された複数の支持ウエブを有する。支持ウエブは、半径方向内方から半径方向外方へ延び、嵌合軸に関して半径方向に見たとき、接触面から離れた第１の熱伝導要素の側に配置される。これにより、第１の熱伝導要素は特に機械的に安定する。
【００１２】
さらなる実施形態において、第１の温度センサは、材料嵌合により第１の熱伝導要素に接続され、第１の温度センサは、好ましくは、第１の熱伝導要素に埋め込まれ、特に、熱伝導要素のマトリックス材料内に、少なくともいくつかの部分で、好ましくは完全にモールドされる。これにより、温度センサに湿気が侵入することを回避して、温度センサの腐食を防止することができる。さらに、これにより、温度測定を歪曲（distort）する温度センサの漂遊電圧（stray voltage）を防止する。
【００１３】
さらなる実施形態において、第１の熱伝導経路は、回路キャリアに配置された第２の熱伝導要素を有し、第２の熱伝導要素は、回路キャリア上および／または回路キャリア内に少なくとも１つのメタライズ層を有する。第２の熱伝導要素は、第１の温度センサに熱的に結合され、特に、第１の端部で第１の温度センサに当接し、第２の熱伝導要素は、第１の熱伝導要素を第１の温度センサに熱的に接続する。これにより、コンタクト要素と温度センサとの間の熱抵抗が特に低くなる。
【００１４】
さらなる実施形態において、第２の熱伝導要素は、第１の熱伝導要素に接触するために、回路キャリアの側方に熱結合面を有し、第２の熱伝導要素の熱結合面は、回路キャリアの端面に対してある角度で、好ましくは垂直に配置される。
【００１５】
フィードスルーはボアのように設計されることが有利であり、第２の熱伝導要素は、フィードスルーの周りの少なくとも部分リングの形状に設計される。
【００１６】
さらなる実施形態において、第１の熱伝導要素は、少なくともシリコーンおよび／またはポリエチレンおよび／またはポリウレタン、および／または温度安定プラスチックを含む、少なくとも１つのマトリックス材料から構成される。粒子状の以下の充填材料、すなわち、銅、アルミニウム、銀、酸化アルミニウム、硝酸アルミニウム、酸化ケイ素、硝酸ケイ素、ホウ素、窒化ホウ素、導電性金属、好ましくは鉄もしくは非鉄金属ベースの非導電性かつ熱伝導性金属化合物のうちの少なくとも１つがマトリックス材料に埋め込まれ、かつ／または、第２の熱伝導要素はアルミニウムおよび／または銅から構成される。したがって、第１の熱伝導要素は、０．３Ｗ／（ｍ・Ｋ）〜２Ｗ／（ｍ・Ｋ）、特に０．３Ｗ／（ｍ・Ｋ）〜１．７Ｗ／（ｍ・Ｋ）の熱伝導性を有する。
【００１７】
さらなる実施形態において、高電流コンタクトデバイスは、第１の位置と第２の位置との間で変位可能なキャリアを含むコンタクト固定手段を有する。第１の位置で、キャリアは、係合部から離間して第１のコンタクト要素を解放するように配置され、第２の位置で、キャリアは、第１のコンタクト要素を外れないように固定し、第１の熱伝導要素はキャリアに締結され、第１の位置で、第１の熱伝導要素は、第１のコンタクト要素の第１の外周面から離間するように配置され、第２の位置で、接触面は、第１の外周面に当接し、第１の外周面に熱的に接続される。したがって、温度センサを、特に簡単な方法で関連するコンタクト要素に熱的に接続することができる。
【００１８】
さらなる実施形態において、キャリアはレセプタクルを有する。レセプタクルは、フィードスルーに隣接して配置され、第１の熱伝導要素は、第１の部分がレセプタクル内にある状態で配置され、第１の熱伝導要素は、第２の部分により、レセプタクルからフィードスルー内へ突出し、接触面は第２の部分に配置される。
【００１９】
さらなる実施形態において、高電流コンタクトデバイスは第２のコンタクト要素を有する。第２のコンタクト要素は、第１のコンタクト要素からずれ、かつ嵌合軸に垂直な方向にずれて配置され、温度測定デバイスは第２の熱伝導経路を有し、第２の熱伝導経路は、第１の温度センサを第２のコンタクト要素に熱的に接続する。これにより、温度センサは、第１のコンタクト要素および第２のコンタクト要素の両方の温度を測定する。したがって、高電流コンタクトデバイスを、特に簡単かつ費用効果の高い方法で設計することができる。
【００２０】
さらなる実施形態において、回路キャリアは、プリント回路基板または射出成形回路キャリアとして設計される。射出成形回路キャリアにより、部品数を減少させることができ、回路キャリアを幾何学的境界条件（geometric boundary conditions）に柔軟に適応させることができる。
【００２１】
さらなる実施形態において、第１の熱伝導要素は、円柱の形状に、または中実体として設計され、第１の熱伝導要素の接触面は、第１の熱伝導要素の第２の外周面に配置される。これにより、第１の熱伝導要素を、コンタクト固定手段のレセプタクルに押し込み、特に簡単な方法で取り付けることができる。
【００２２】
以下で、図面を参照しながら、本発明についてより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１の実施形態による高電流コンタクトデバイスの斜視図である。
【図２】図１に示す高電流コンタクトデバイスの詳細平面図である。
【図３】図２に示す高電流コンタクトデバイスの、図２に表示した細部Ａを示す図である。
【図４】図３に示す高電流コンタクトデバイスの、図３に示す断面Ｂ−Ｂに沿った断面図である。
【図５】図１〜図４に示す高電流コンタクトデバイスの第１の熱伝導要素の斜視図である。
【図６】第２の実施形態による高電流コンタクトデバイスの斜視図である。
【図７】図６に示す高電流コンタクトデバイスの側面図である。
【図８】図６および図７に示す高電流コンタクトデバイスの、図７に示す断面Ｃ−Ｃに沿った断面図である。
【図９】図６〜図８に示す第２のキャリアの詳細図である。
【図１０】図６〜図９に示す高電流コンタクトデバイスの平面図である。
【図１１】図６〜図９に示す高電流コンタクトデバイスの平面図である。
【図１２】図６〜図１１に示す高電流コンタクトデバイスの温度測定デバイスの平面図である。
【図１３】図１２に示す高電流コンタクトデバイスの、図１２に示す断面Ｄ−Ｄに沿った断面図である。
【図１４】図８に示す高電流コンタクトデバイスの、図８に示す断面Ｅ−Ｅに沿った詳細断面図である。
【図１５】図７〜図１４に示す高電流コンタクトデバイスの側面図である。
【図１６】第３の実施形態による、高電流コンタクトデバイスの回路キャリアの斜視図である。
【図１７】図１６に示す高電流コンタクトデバイスの温度測定デバイスの平面図である。
【図１８】第４の実施形態による、高電流コンタクトデバイスの斜視図である。
【図１９】図１８に示す高電流コンタクトデバイスの側面図である。
【図２０】図１８および図１９に示す高電流コンタクトデバイスの後面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下の図において座標系を参照する。例として、座標系は、右手系として構成され、ｘ軸（長手方向）、ｙ軸（横方向）、およびｚ軸（垂直方向）を有する。
【００２５】
図１は、第１の実施形態による高電流コンタクトデバイス１０の斜視図である。
【００２６】
高電流コンタクトデバイス１０は、コンタクトハウジング１５と、コンタクトハウジング１５に配置された少なくとも第１のコンタクト要素２０と、温度測定デバイス２５とを有する。
【００２７】
高電流コンタクトデバイス１０は、さらなる高電流コンタクトデバイス３０と共にコンタクトを構築するように設計される。図１において、さらなる高電流コンタクトデバイス３０は、破線で概略的に示されている。さらなる高電流コンタクトデバイス３０は、観察者から離れた側に配置される。
【００２８】
高電流コンタクトデバイス１０とさらなる高電流コンタクトデバイス３０とは、密閉するように設計し、コンタクトハウジング１５のハウジング内部３５への湿気、液体、および／または他の腐食媒体の侵入を防止することができる。
【００２９】
観察者に面した側で、例えば、高電流コンタクトデバイス１０を高電流ケーブル４０に接続することができ、この高電流ケーブル４０は、例えば、電気エネルギー貯蔵装置、自動車の駆動モータ、または制御デバイスに接続される。あるいは、高電流コンタクトデバイス１０を接続レールに接続してもよい。高電流ケーブル４０を、電気エネルギー貯蔵装置を充電するための充電電流を供給する充電デバイスに接続してもよい。
【００３０】
実施形態において、第１のコンタクト要素２０は、嵌合軸４５に沿って直線的に延びる。嵌合軸４５は、ｘ軸に平行に延びるように位置合わせされる。高電流コンタクトデバイス１０は、少なくとも１つの第２のコンタクト要素５０をさらに有することができる。第２のコンタクト要素５０は、第１のコンタクト要素２０から嵌合軸４５に垂直な方向に離間するように配置される。第１のコンタクト要素２０と第２のコンタクト要素５０とは、異なって設計されても、図１に示すように互いに同一に設計されてもよい。第２のコンタクト要素５０も、第１のコンタクト要素２０と同様に、ハウジング内部３５に配置される。
【００３１】
さらに、高電流コンタクトデバイス１０は、ハウジング内部３５にさらなるコンタクト要素５５を有することができる。ハウジング内部３５に配置されるコンタクト要素２０、５０、５５の数は、実質的にハウジング内部３５の設置空間のみによって限定される。例として、さらなるコンタクト要素５５は、図１の第１のコンタクト要素２０とは異なって設計される。
【００３２】
第１のコンタクト要素２０は、例として、ピンコンタクトとして設計され、例えばソケットコンタクトとして設計された相手側コンタクト６０と共に、電気コンタクトを構築する働きをする。図１において、相手側コンタクト６０は覆われている。第１のコンタクト要素２０はさらに、電気エネルギーを相手側コンタクト６０に伝達するように設計される。この場合、第１のコンタクト要素２０は、少なくとも３０秒の時間に少なくとも３０アンペア〜１０００アンペア、特に５０〜５００アンペアの電流を送るように設計される。
【００３３】
第１のコンタクト要素２０を介して伝達される電気エネルギーを使用して、例えば、自動車の電気駆動モータに電気エネルギーを供給することができる。電気エネルギーを使用して、自動車の電気エネルギー貯蔵装置に電気エネルギーを充電することもできる。電気エネルギーを、例えば、再生により、または固定電気エネルギーネットワーク（stationary electric energy network）から供給することができる。
【００３４】
実施形態において、第１のコンタクト要素２０は、例として、第１の電極に接続され、第２のコンタクト要素５０は、直流電圧エネルギー源の第２の電極、例えば電気エネルギー貯蔵装置または充電ステーションに接続され、コンタクトハウジング１５および回路キャリア６５は、コンタクト要素２０、５０、５５を互いに電気的に絶縁する。第１のコンタクト要素２０と第２のコンタクト要素５０との間に印加される電圧は、例えば４８Ｖ〜５００Ｖであり得、したがって、従来の自動車の１２Ｖまたは２４Ｖのネットワークとはかなり異なる。
【００３５】
高電流ケーブル４０によって第１のコンタクト要素２０および相手側コンタクト６０を介して電気エネルギーを伝達している間、第１のコンタクト要素２０は、そのオーム内部抵抗および相手側コンタクト６０に対する第１のコンタクト要素２０のオーム接触抵抗によって加熱される。
【００３６】
例として、さらなるコンタクト要素５５は、第１のコンタクト要素２０および第２のコンタクト要素５０とは異なって設計される。さらなるコンタクト要素５５は、さらなるコンタクト要素５５の外径が第１のコンタクト要素２０と比べて小さいという点で、第１のコンタクト要素２０に対して変更されている。しかしながら、第２のコンタクト要素５０およびさらなるコンタクト要素５５の機能設計は、第１のコンタクト要素２０の機能設計と同一であるため、第１のコンタクト要素２０の文脈内で以下に示す説明が、第２のコンタクト要素５０およびさらなるコンタクト要素５５にも同様に当てはまる。第１のコンタクト要素２０と第２のコンタクト要素５０との間に何らかの差異がある場合、以下でこれについて明記する。これに関し、例えば、第１のコンタクト要素２０および第２のコンタクト要素５０は、直流を送る働きをすることができ、交流はさらなるコンタクト要素５５によって送られる。
【００３７】
温度測定デバイス２５は、コンタクトハウジング１５のハウジング内部３５に配置される。温度測定デバイス２５は、少なくとも１つの回路キャリア６５を有する。回路キャリア６５をプリント回路基板として設計することができる。回路キャリア６５が、一般にモールド集積デバイス（ＭＩＤ）としても知られる射出成形回路キャリアとして設計されると特に有利である。
【００３８】
温度測定デバイス２５は、少なくとも１つのインターフェース７０を有する。図１に示すように、例として、温度測定デバイス２５は複数のインターフェース７０を有してもよい。インターフェース７０を、自動車の評価デバイスに電気的に接続することができる。インターフェース７０は、観察者および相手側コンタクト６０に面した側で、回路キャリア６５の端面に配置される。例として、インターフェース７０はコンタクトデバイス９０を有する。コンタクトデバイス９０は、データ信号を送るように設計される。
【００３９】
図２は、図１に示す高電流コンタクトデバイス１０の詳細平面図である。
【００４０】
回路キャリア６５は第１のキャリア７５を有する。第１のキャリア７５は電気的に絶縁され、第１のマトリックス材料から構成される。第１のマトリックス材料としては、プラスチック、特に温度安定プラスチックが挙げられる。
【００４１】
第１のキャリア７５は、さらなる高電流コンタクトデバイス３０に面した第１の端面８０において平面になるように設計される。第１のキャリア７５は、第１の端面８０に少なくとも１つの補強部８５をさらに有し、この補強部は、例として、リングの形状に設計され、第１の端面８０上に突出する。それぞれの補強部８５がコンタクト要素２０、５０、５５ごとに設けられると特に有利である。インターフェース７０も、第１の端面８０に配置される。
【００４２】
さらに、第１のキャリア７５の分離ウエブ９５を、対で配置された第１のコンタクト要素２０と第２のコンタクト要素５０との間に形成することができる。分離ウエブ９５は、第１の端面８０を越えてｘ方向に突出する。
【００４３】
第１のキャリア７５、補強部８５、および分離ウエブ９５が、例えば射出成形プロセスにおいて同一の材料から一体に製造されると特に有利である。
【００４４】
第１のキャリア７５は、コンタクト要素２０、５０、５５ごとにそれぞれのフィードスルー１００を有する。フィードスルー１００はボアのように設計される。フィードスルー１００は嵌合軸４５に沿って延びる。
【００４５】
実施形態において、コンタクト要素２０、５０、５５の数はフィードスルー１００の数に対応する。この場合、フィードスルー１００の各々を、コンタクト要素２０、５０、５５のうちの１つがそれぞれ通る。コンタクト要素２０、５０、５５が、半径方向の隙間をほとんど有することなく、それぞれの関連するフィードスルー１００を通るように、フィードスルー１００の内径を選択することができる。特に、コンタクト要素２０、５０、５５をフィードスルー１００に押し込むことができる。第１のキャリア７５は、補強部８５によって、それぞれの関連するコンタクト要素２０、５０、５５をフィードスルー１００に機械的に保持する。さらに、第１のキャリア７５は、コンタクト要素２０、５０、５５を互いに電気的に絶縁し、これらのコンタクト要素は各々、互いにずれてフィードスルー１００に配置される。
【００４６】
温度測定デバイス２５は、少なくとも第１の温度センサ１０５を有する。例として、温度測定デバイス２５は、第２のコンタクト要素５０のための第２の温度センサ１０６を有する。さらなる温度センサ１０７、１０８を、さらなるコンタクト要素５５のために同様に設けることができる。
【００４７】
第１の温度センサ１０５および／または第２の温度センサ１０６および／またはさらなる温度センサ１０７、１０８を、例えばＳＭＤ部品として、特に、例えばＮＴＣ素子として設計することができる。第１の温度センサ１０５および／または第２の温度センサ１０６および／またはさらなる温度センサ１０７、１０８は、嵌合軸４５に関して見たとき、それぞれの関連する第１のコンタクト要素２０および／または第２のコンタクト要素５０および／またはさらなるコンタクト要素５５から半径方向外方に離間するように配置される。
【００４８】
回路キャリア６５は、第１の電気接続部１１０と、好ましくは第２の電気接続部１１５とを有する。第１の電気接続部１１０および第２の電気接続部１１５は、第１のキャリア７５の端面に配置される。第１の電気接続部１１０および第２の電気接続部１１５は、第１の温度センサ１０５をインターフェース７０に電気的に接続する。さらに、回路キャリア６５は、第２の温度センサ１０６およびさらなる温度センサ１０７、１０８をインターフェース７０にそれぞれ電気的に接続するさらなる電気接続部１１６を有する。
【００４９】
第１の電気接続部１１０、第２の電気接続部１１５、および／またはさらなる電気接続部１１６は、例えば、第１のキャリア７５のトレースとして設計される。第１のキャリア７５は、電気接続部１１０、１１５、１１６を互いに電気的に絶縁する。
【００５０】
実施形態において、第１の電気接続部１１０および第２の電気接続部１１５は、直接接触することなく互いに平行にずれるように、インターフェース７０と第１の温度センサ１０５との間で補強部８５および第１の端面８０上に延びる。
【００５１】
第１の電気接続部１１０、第２の電気接続部１１５、およびさらなる電気接続部１１６を、射出成形回路キャリア（ＭＩＤ）を製造するための既知の製造プロセスによって製造することができる。
【００５２】
図３は、図２の高電流コンタクトデバイス１０の、図２に表示した細部Ａを示す図である。
【００５３】
第１のコンタクト要素２０および温度測定デバイス２５について以下に示す説明は、第２のコンタクト要素５０およびさらなるコンタクト要素５５、ならびに第２の温度センサ１０６およびさらなる温度センサ１０７、１０８にも同様に当てはまる。
【００５４】
図３で、第１の温度センサ１０５は、嵌合軸４５に関して見たとき、第１のキャリア７５において第１のコンタクト要素２０から半径方向間隔を有して離間するように配置される。
【００５５】
温度センサ１０５、１０６、１０７、１０８の各々は、温度測定デバイス２５の関連する第１の熱伝導経路１２０によってそれぞれの関連するコンタクト要素２０、５０、５５に熱的に接続される。これに関し、例えば、第１の温度センサ１０５は、温度測定デバイス２５の第１の熱伝導経路１２０によって第１のコンタクト要素２０に熱的に接続される。
【００５６】
第１の熱伝導経路１２０は、第１の熱伝導要素１２５と、図３において第１の熱伝導要素１２５に部分的に覆われて配置された第２の熱伝導要素１３０とを有する。第１の熱伝導要素１２５は、略中空円筒形の基本形状を有する。第１の熱伝導要素１２５は、実質的に嵌合軸４５に沿って延びる。
【００５７】
第１の熱伝導要素１２５は、第１の熱伝導要素１２５の内周面１３１に接触面１３５を有する。接触面１３５で、第１の熱伝導要素１２５は、第１のコンタクト要素２０の第１の外周面１４０に当接し、第１のコンタクト要素２０に熱的に接続される。
【００５８】
第１の熱伝導要素１２５の中空円筒形の構成は、接触面１３５が、第１の熱伝導要素１２５の内周面１３１において完全に嵌合軸４５の周りで延びるように設計されるという利点を有する。したがって、接触面１３５は特に大きい表面積を有する。接触面１３５は、第１の外周面１４０に広範囲で当接し、第１のコンタクト要素２０においてハウジング内部３５を環境に対して密閉することができる。
【００５９】
ここでは、第１の熱伝導要素１２５が、弾性変形可能な第２のマトリックス材料から構成されると特に有利である。第２のマトリックス材料としては、例えば、シリコーンおよび／またはポリウレタンおよび／またはポリエチレンおよび／または耐熱プラスチックが挙げられる。第１の熱伝導要素１２５を、第２のマトリックス材料を損傷させることなく、少なくとも１０パーセント、好ましくは少なくとも３０パーセント、好ましくは少なくとも４０パーセント、可逆的に弾性変形させることができ、特に、伸張させるまたは押しつぶすことができる。
【００６０】
例えば粒子状の充填材料を第２のマトリックス材料に埋め込むので、第２のマトリックス材料の熱伝導性を向上させることができる。充填材料としては、銅および／またはアルミニウムおよび／または銀および／または酸化アルミニウムおよび／または硝酸アルミニウムおよび／または酸化ケイ素および／または硝酸ケイ素および／またはホウ素および／または窒化ホウ素および／または導電性金属および／または好ましくは鉄もしくは非鉄金属ベースの非導電性かつ熱伝導性金属化合物が挙げられる。第１の熱伝導要素１２５は、少なくとも０．３Ｗ／（ｍ・Ｋ）〜２Ｗ／（ｍ・Ｋ）、特に０．３Ｗ／（ｍ・Ｋ）〜１．７Ｗ／（ｍ・Ｋ）の熱伝導性を有する。したがって、第１の熱伝導経路１２０は、約０．５〜４００Ｗ／（ｍ・Ｋ）の熱伝導性を有する。第２の熱伝導要素１３０は、さらなる高電流コンタクトデバイス３０に面した側で、補強部８５の端面に配置される。
特にここでは、第２の熱伝導要素１３０は、嵌合軸４５に関して見たとき、第１のコンタクト要素２０の周りに部分リングの形状で延びるメタライズ層１３２（ＰＣＢ図に含まれる）として設計される。第１の温度センサ１０５ならびに第１の電気接続部１１０および第２の電気接続部１１５は、第２の熱伝導要素１３０の切れ目１４５の領域において補強部８５に配置される。切れ目１４５により、第１の電気接続部１１０と第２の電気接続部１１５との間、ならびに第１の温度センサ１０５との電気接続が、電気的に絶縁された第１のキャリア７５によって防止される。
【００６１】
第２の熱伝導要素１３０は銅および／またはアルミニウムから構成される。メタライズ層１３２が、１５μｍ、好ましくは２０μｍ〜４００μｍの層厚さを有すると特に有利である。
【００６２】
図４は、図３に示す高電流コンタクトデバイス１０の、図３に示す断面Ｂ−Ｂに沿った断面図である。
【００６３】
第１の熱伝導要素１２５は、切れ目１４５の領域において第１のキャリア７５に直接隣接して配置される。ここでは、第１の熱伝導要素１２５が材料嵌合により第１のキャリア７５に接続されると特に有利である。半径方向内側で（嵌合軸４５に関して見たとき）、第１の熱伝導要素１２５はフィードスルー１００に隣接して配置される。
【００６４】
第１の温度センサ１０５は、材料嵌合により第１の熱伝導要素１２５の第１のマトリックス材料に接続される。第１の温度センサ１０５は、第１の熱伝導要素１２５に埋め込まれモールドされると特に有利である。この場合、埋め込むとは、第１の温度センサ１０５が第１の熱伝導要素１２５によって周方向に略完全に囲まれることを意味するものと理解される。これは、例えば、射出成形手順によって行うことができる。
【００６５】
第１のコンタクト要素２０と第２の熱伝導要素１３０とが直接接触することを防止するために、（狭い）半径方向間隙１５０を第２の熱伝導要素１３０と第１の外周面１４０との間に設けることができ、半径方向間隙１５０は第１の熱伝導要素１２５によって塞がれる。半径方向内側で、第２の熱伝導要素１３０が、実質的に第１のコンタクト要素２０の第１の外周面１４０まで到達することも可能である。第２の熱伝導要素１３０と第１の温度センサ１０５との電気接触は、電気的に絶縁された第１のキャリア７５と切れ目１４５とにより防止される。
【００６６】
嵌合軸４５に関して見たとき軸方向において、第１の熱伝導要素１２５は、第２の熱伝導要素１３０よりもかなり幅広に設計される。例えば、軸方向において、第１の熱伝導要素１２５は、第１の熱伝導要素１２５の領域における第１のコンタクト要素２０の半径方向範囲の少なくとも半分に対応する範囲を有する。軸方向範囲は、熱伝導要素１２５の領域における第１のコンタクト要素２０の半径方向範囲の３倍以下であると特に有利である。この構成は、第１の熱伝導要素１２５と第１のコンタクト要素２０との良好な熱接触と共に、第１の熱伝導要素１２５の良好な機械的剛性を確保することができるという利点を有する。
【００６７】
第１のコンタクト要素２０は、高電流（例えば３０Ａ〜５００Ａ）を有する電気エネルギー（例えば、１０ｋＷ〜３００ｋＷ）が高電流コンタクトデバイス１０およびさらなる高電流コンタクトデバイス３０を介して伝達されると加熱される。第１のコンタクト要素２０の温度を測定するために、第１のコンタクト要素２０の熱の一部が、第１の外周面１４０を介して接触面１３５に分散され、加熱された第１のコンタクト要素２０は第１の熱伝導要素１２５を加熱する。図３および図４において、熱流を矢印で象徴的に示す。第１の熱伝導要素１２５の良好な熱伝導性によって、第１の熱伝導要素１２５は、分散された熱の第１の部分を第２の熱伝導要素１３０に伝える。第２の部分は、第１の熱伝導要素１２５を介して、第１の熱伝導要素１２５に埋め込まれた第１の温度センサ１０５に直接伝わる。
【００６８】
第２の熱伝導要素１３０を部分リングの形状に構成することによって、第２の熱伝導要素１３０により吸収された第１の部分は、第１のコンタクト要素２０の周りで切れ目１４５に向かって伝わる。切れ目１４５において、第１の部分は、第２の熱伝導要素１３０により第１の熱伝導要素１２５に戻される。第２の熱伝導要素１３０の熱伝導性がかなり高いことにより、熱の第１の部分は、特に迅速に切れ目１４５に向かって伝わる。
【００６９】
切れ目１４５が、第１の温度センサ１０５ならびに第１の電気接続部１１０および第２の電気接続部１１５のみを収容可能であるように狭く設計されているため、第２の熱伝導要素１３０の切れ目１４５の端部と第１の熱伝導要素１２５を介した第１の温度センサ１０５との間の熱経路は、特に短くなる。
【００７０】
図１〜図４に示す構成は、第１の温度センサ１０５が、第１の熱伝導経路１２０を介して第１のコンタクト要素２０に特に効果的な方法で熱的に結合されるという利点を有する。したがって、温度測定デバイス２５は、第１のコンタクト要素２０の温度を動的に判定するのに特に適している。
【００７１】
第１の温度センサ１０５を第１の熱伝導要素１２５に埋め込むことによって、第１の温度センサ１０５は、第１のコンタクト要素２０の温度を特に正確に測定する。第１の温度センサ１０５は、第１のコンタクト要素２０の測定温度に関する情報を、第１の電気接続部１１０および第２の電気接続部１１５を介してインターフェース７０に提供する。電気エネルギーを制御するとき、例えば充電電流を制御または駆動電流を制御するときに、評価デバイスによって第１の情報を考慮に入れることができ、評価デバイスは、例えば車両制御デバイスに組み込まれるように設計される。特に、高電流コンタクトデバイス１０、３０の熱負荷を、第１のコンタクト要素２０の温度の迅速かつ動的な測定によって防止することができる。
【００７２】
図１および図２に示すコンタクト要素２０、５０、５５の各々の第２の温度センサ１０６およびさらなる温度センサ１０７、１０８によって、温度測定デバイス２５は、第２のコンタクト要素５０およびさらなるコンタクト要素５５の温度をそれぞれ測定する。温度センサ１０６、１０７は各々、対応して測定された温度を第２の情報としてインターフェース７０に提供する。
【００７３】
図５は、図１〜図４に示す高電流コンタクトデバイス１０の第１の熱伝導要素１２５の斜視図である。
【００７４】
第１の熱伝導要素１２５は、例として、少なくとも１つの、好ましくは、嵌合軸４５に関して見たとき周方向に互いにずれて配置された、いくつかの第１の支持ウエブ１５５を有する。第１の支持ウエブ１５５は、嵌合軸４５に沿って直線状に延び、嵌合軸４５に関して見たとき軸方向に略一定の断面を有する。第１の支持ウエブ１５５は、半径方向内方から半径方向外方へ延びる。この場合、第１の支持ウエブ１５５は、嵌合軸４５に関して見たとき、接触面１３５から離れた第１の熱伝導要素１２５の側に半径方向に配置される。離れた側は、第１の熱伝導要素１２５の第２の外周面１６０に対応する。
【００７５】
さらに、他方の第１の支持ウエブ１５５から周方向にずれて配置された第２の支持ウエブ１６５が、周方向において第１の支持ウエブ１５５よりも幅広に設計される。第２の支持ウエブ１６５は、軸方向において切れ目１４５に重なり、第１の温度センサ１０５は第２の支持ウエブ１６５に埋め込まれる。重なりとは、２つの部品、例えば、切れ目１４５と第２の支持ウエブ１６５とが軸方向において嵌合軸４５に垂直な突出面に突出することにより、これらの部品が突出面で互いに重なることを意味するものと理解される。この場合、第２の支持ウエブ１６５を、半径方向および周方向の両方で第１の支持ウエブ１５５よりも幅広に設計することができる。
【００７６】
支持ウエブ１５５、１６５の機械的機能とは、第１の熱伝導要素１２５が特に安定して設計されるようにすることである。特に、第１の熱伝導要素１２５は、第１のコンタクト要素２０がフィードスルー１００および第１の熱伝導要素１２５に挿入されるときに破壊されないようになっている。さらに、第１の熱伝導要素１２５の外面を大きくして、冷却中に、例えば、第１のコンタクト要素２０を介して伝達される電気エネルギーの減少によって、熱を第１の熱伝導要素１２５の環境に特に迅速に放出することができる。したがって、伝達される電気エネルギーが減少したときに、コンタクト要素２０、５０、５５の温度を温度センサ１０５、１０６、１０７、１０８によって特に正確に測定することもできる。
【００７７】
コンタクト要素２０、５０、５５の分解状態において、接触面１３５は、嵌合軸４５に関して見たとき、コンタクト要素２０、５０、５５の第１の外周面１４０よりも小さい半径方向範囲を有することが特に有利である。高電流コンタクトデバイス１０の組立て中にコンタクト要素２０、５０、５５がフィードスルー１００に挿入されると、コンタクト要素２０、５０、５５は拡張し、弾性変形され、特に張力を受ける。コンタクト要素２０、５０、５５が最終位置にある場合、予め張力を加えられた第１の熱伝導要素１２５が、嵌合軸４５側へ作用する半径方向内方への張力Ｆｓによって、接触面１３５を第１の外周面１４０に押し付ける。これにより、第１の熱伝導要素１２５とコンタクト要素２０、５０、５５との特に良好な熱接触が確保される。さらに、これにより、ハウジング内部３５が、第１の熱伝導要素１２５によって、コンタクト要素２０、５０、５５において確実に密閉される。
【００７８】
図６は、第２の実施形態による高電流コンタクトデバイス１０の斜視図である。
【００７９】
高電流コンタクトデバイス１０は、図１〜図５に示す高電流コンタクトデバイス１０と略同一に設計される。図１〜図５に示す高電流コンタクトデバイス１０と比べた図６に示す高電流コンタクトデバイス１０の違いのみについて、以下で説明する。
【００８０】
明確にするために、コンタクトハウジング１５は、図６の破線によって概略的にのみ示される。図示するコンタクト要素２０、５０、５５の数は、図１〜図５に示す第１の実施形態と比べて少ない。さらに、例として、コンタクト要素２０、５０、５５は互いに同一に設計される。例として、コンタクト要素２０、５０、５５は、例えばピンコンタクトとして設計される。
【００８１】
例として、回路キャリア６５は、プリント回路基板として設計され、コンタクトハウジング１５にねじ留めされる。コンタクト要素２０、５０、５５の嵌合軸４５に関する軸方向位置を確実にするために、高電流コンタクトデバイス１０はコンタクト固定手段１７０を有する。コンタクト固定手段１７０を、例えば二次コンタクト固定手段として設計することができる。
【００８２】
コンタクト固定手段１７０は第２のキャリア１７５を有し、第２のキャリア１７５は、観察者およびコンタクト要素２０、５０、５５の接触領域３０５に面した側のサブ領域１７６において略平面になるように設計され、ｙｚ平面に延びる。コンタクト要素２０、５０、５５は、接触領域３０５によって、対応する相手側コンタクト６０と共に電気コンタクトを構築する。第２のキャリア１７５は、変位軸１９５に沿って第１の位置と第２の位置との間で変位可能である。第２の位置は図６に示され、ロック位置に対応する。第２の位置において、コンタクト要素２０、５０、５５は、第２のキャリア１７５によって、外れること、または嵌合軸４５に関して軸方向に変位することが防止される。
【００８３】
第２のキャリア１７５を締結するために、第２の位置で、第２のキャリア１７５を、例えばねじ接続部１８０によってコンタクトハウジングにねじ留めすることができる。ラッチ手段１８５、例えばラッチラグを第２のキャリア１７５にさらに設けることができ、ラッチ手段１８５は、例えば、第２の位置（ロック位置）で第２のキャリア１７５をコンタクトハウジング１５に締結するために、コンタクトハウジング１５の凹部に係合するように設計される。
【００８４】
図１〜図５に示す構成から外れて、第２のキャリア１７５はフィードスルー１００を有する。実施形態において、フィードスルー１００は変位軸１９５に沿って延びる。例として、変位軸１９５はｚ軸に平行に位置合わせされる。
【００８５】
フィードスルー１００を、例えば、細長い孔の形状に設計することができ、または、一側でｚ方向に開くように設計することができる。フィードスルー１００はフィードスルー輪郭２００を有する。各フィードスルー１００に１つのコンタクト要素２０、５０、５５が配置され、それぞれのコンタクト要素２０、５０、５５がそれぞれフィードスルー１００をｘ方向に通る。
【００８６】
高電流コンタクトデバイス１０の組立て状態で、第１のキャリア７５の第１の端面８０は、第２のキャリア１７５の第２の端面２０５に面している。図６で、第２の端面２０５は、観察者から離れた第２のキャリア１７５の側に配置される。第１の端面８０および第２の端面２０５を、少なくともある領域において略平面になるように設計することができる。
【００８７】
図７は、図６に示す高電流コンタクトデバイス１０の側面図である。
【００８８】
実施形態において、インターフェース７０は、第１のキャリア７５の第３の端面２１０に配置される。第２のキャリア１７５の第４の端面２１５は、第１のキャリア７５から離れた側に配置される。第４の端面２１５は、コンタクト要素２０、５０、５５の領域、および場合によりサブ領域１７６において略平面になるように設計される。
【００８９】
図８は、図６および図７に示す高電流コンタクトデバイス１０の、図７に示す断面Ｃ−Ｃに沿った断面図である。
【００９０】
明確にするために、高電流コンタクトデバイス１０の非断面の構成要素（non-sectional components）の図示は含まれていない。
【００９１】
第２のキャリア１７５は、少なくとも１つのレセプタクル２２０を画定する。例として、レセプタクル２２０は、第２のキャリア１７５の止まり穴のように設計される。この場合、レセプタクル２２０は、第４の端面２１５で開き、第２の端面２０５側で閉じるように設計される。それぞれのレセプタクル２２０が、コンタクト要素２０、５０、５５ごとに第２のキャリア１７５に配置されることが好ましい。第１の熱伝導要素１２５が、レセプタクル２２０にそれぞれ配置される。
【００９２】
実施形態において、第１の熱伝導要素１２５は、中実体として、特に円柱として設計される。第１の熱伝導要素１２５がレセプタクル２２０に、少なくとも部分的に形状嵌合により、例えばアンダカットにより締結されると特に有利である。これにより、第２の外周面１６０はレセプタクル２２０と摩擦嵌合を確立することができ、摩擦嵌合により、第１の熱伝導要素１２５を第２のキャリア１７５に接続する。接触面１３５は、第１の熱伝導要素１２５の第２の外周面１６０に配置される。
【００９３】
例として、第１の熱伝導要素１２５を、嵌合軸４５に関して見たとき、レセプタクル２２０よりも軸方向に短くなるように設計することができる。
【００９４】
第１のコンタクト要素２０は、好ましくは周方向に延びるように設計された溝２３０を有し、溝２３０は、溝２３０における第２のキャリア１７５と軸方向に略同一の軸方向幅を有する。溝２３０は、溝側面２５０によって側方に画定された溝基部２４５を有する。
【００９５】
図９は、図６〜図８に示す第２のキャリア１７５の詳細図である。
【００９６】
レセプタクル２２０はフィードスルー１００に隣接する。この場合、レセプタクル２２０は、レセプタクル２２０が側方でフィードスルー１００内に通じるように、第２のキャリア１７５に位置決めされる。この場合、レセプタクル２２０とフィードスルー輪郭２００とは互いに連なる。
【００９７】
第２のキャリア１７５は、フィードスルー輪郭２００に隣接した係合部２２５を有する。第２のキャリア１７５を、少なくとも係合部２２５において板の形状に設計することができる。係合部２２５は、レセプタクル２２０に直接隣接するように、レセプタクル２２０に隣接することが好ましい。
【００９８】
図１０は、図６〜図９に示す高電流コンタクトデバイス１０の平面図であり、コンタクト固定手段１７０は第１の位置に配置されている。
【００９９】
第１の位置で、係合部２２５（図１０に破線で表示する）は、コンタクト要素２０、５０、５５から離間するように配置される。さらに、第２のキャリア１７５および回路キャリア６５は、互いに略重なるように配置される。
【０１００】
レセプタクル２２０に第１の熱伝導要素１２５を組み付けた状態で、第１の部分２３５がレセプタクル２２０に配置される。第１の熱伝導要素１２５の第２の部分２４０は、レセプタクル２２０からフィードスルー１００内へ突出する。周方向において、接触面１３５が第２の部分２４０に配置される。この場合、第２の部分２４０は、円弧状に設計されてよく、図１０に破線で示される。
【０１０１】
図１１は、図６〜図１０に示す高電流コンタクトデバイス１０の構成の平面図である。
【０１０２】
図１０の構成とは対照的に、図１１において、コンタクト固定手段１７０は第２の位置に配置される。これは、第２のキャリア１７５が回路キャリア６５から離れることを意味する。この場合、係合部２２５はコンタクト要素２０、５０、５５の溝２３０に係合し、第２の端面２０５および／または第４の端面２１５が溝２３０の溝側面２５０のうちの１つに当接するまたは突き当たることによって、コンタクト要素２０、５０、５５のｘ方向への動きが阻止される。
【０１０３】
コンタクト固定手段１７０、したがって係合部２２５が溝２３０に挿入される際に、第１の熱伝導要素１２５も第２のキャリア１７５と共に動く。この場合、第１の熱伝導要素１２５は溝２３０に導入され、第１の熱伝導要素１２５は溝２３０に押し込まれる。これにより、接触面１３５は溝基部２４５に特にしっかりと当接するため、第１の熱伝導要素１２５とコンタクト要素２０、５０、５５との特に良好な熱接触が確保される。
【０１０４】
第１の熱伝導要素１２５の弾性変形により、第１の熱伝導要素１２５は、その端面で溝２３０の溝側面２５０にさらに当接することもできる。したがって、コンタクト要素２０、５０、５５とそれぞれの関連する第１の熱伝導要素１２５との間の熱伝達用の面が特に大きくなるため、コンタクト要素２０、５０、５５と第１の熱伝導要素１２５との間の熱接触抵抗が特に低くなる。
【０１０５】
図１２は、図６〜図１１の高電流コンタクトデバイス１０の温度測定デバイス２５の平面図であり、コンタクト固定手段は第２の位置に配置されている。
【０１０６】
温度センサ１０５、１０６、１０７、１０８は、例えば、第１のキャリア７５の第３の端面２１０に対して内側に配置される。温度センサ１０５、１０６、１０７、１０８の各々は、インターフェース７０に電気的に接続される。この構成は、高電流コンタクトデバイス１０が特に横方向に小型であるという利点を有する。
【０１０７】
第１のキャリア７５は、第２の熱伝導要素１３０をさらに有する。第２の熱伝導要素１３０は、回路キャリア６５に組み込まれるように設計される。この場合、回路キャリア６５を、例えば多層プリント回路基板として設計することができ、第２の熱伝導要素１３０は、第１のキャリア７５上の少なくとも１つのメタライズ層１３２または第２のキャリア１７５内の少なくとも１つのメタライズ層１３２から形成される。メタライズ層１３２は、１５μｍ〜４００μｍの層厚さを有することができる。メタライズ層１３２は、例えば銅および／またはアルミニウムから構成され得、熱伝導性を有するように設計される。
【０１０８】
図１３は、図１２に示す高電流コンタクトデバイス１０の、図１２に示す断面Ｄ−Ｄに沿った断面図である。
【０１０９】
第２の熱伝導要素１３０は、フィードスルー輪郭２００で終端する。第２の熱伝導要素１３０は、回路キャリア６５の側方に第１の熱結合面２５５を有する。第１の熱結合面２５５は、回路キャリア６５の第３の端面２１０に対してある角度で、好ましくは垂直に配置される。
【０１１０】
第２の熱伝導要素１３０は、第１の熱結合面２５５から離れた側で、第１の温度センサ１０５に熱的に結合される。
【０１１１】
図１４は、図８に示す高電流コンタクトデバイス１０の、図８に示す断面Ｅ−Ｅに沿った詳細断面図である。
【０１１２】
コンタクト固定手段の第２の位置で、第１の熱伝導要素１２５は、接触面１３５によって第１の熱結合面２５５に押し付けられるため、接触面１３５と第１の熱結合面２５５とは互いに熱的に接続される。第１の熱伝導要素１２５は、溝２３０に接する。
【０１１３】
図１５は、図７〜図１４に示す高電流コンタクトデバイス１０の側面図である。
【０１１４】
理解しやすくするために、第１のコンタクト要素２０、第１の熱伝導要素１２５、および回路キャリア６５のみを図１５に示す。
【０１１５】
組立て状態で、第１の熱伝導要素１２５は、第１の熱結合面２５５の領域で第１のキャリア７５に接する。この場合、第１の熱伝導要素１２５は弾性変形することができる。
【０１１６】
特に、接触面１３５が第１の熱結合面２５５に押し付けられることによって、第１の熱伝導要素１２５と第２の熱伝導要素１３０との間の熱接触抵抗が特に低く維持される。したがって、第１の電気熱伝導経路１２０の熱抵抗が特に低くなる。
【０１１７】
要するに、第１の熱伝導経路１２０は第２の位置で閉じ、第１の熱伝導経路１２０は第１の位置で開く。
【０１１８】
第１の温度センサ１０５に関して示した説明は、第２の温度センサ１０６およびさらなる温度センサ１０７、１０８にも同様に当てはまる。この場合、第２の温度センサ１０６およびさらなる温度センサ１０７、１０８は、それぞれの関連する第１の熱伝導経路１２０を介して関連するコンタクト要素５０、５５に熱的に接続される。
【０１１９】
図１〜図５で前述したように、コンタクト要素２０、５０、５５は、高電流コンタクトデバイス１０の動作中に加熱される。メタライズ層１３２から形成された第１の熱伝導要素１２５および第２の熱伝導要素１３０の両方の熱結合と良好な熱伝導性とによって、それぞれの関連するコンタクト要素２０、５０、５５の温度を、温度センサ１０５、１０６、１０７、１０８により正確かつ動的に測定することができる。特に、例えば、コンタクト要素２０、５０、５５のうちの１つの損傷の場合および／または腐食の場合には、それぞれのコンタクト要素の温度測定によって、コンタクト要素２０、５０、５５のうちの１つの過熱を検出することもできる。
【０１２０】
第１の熱伝導要素１２５をコンタクト固定手段１７０に組み込むことにより、温度センサ１０５、１０６、１０７、１０８を、コンタクト要素２０、５０、５５から離間するように配置することができ、温度センサ１０５、１０６、１０７、１０８により測定される温度とコンタクト要素２０、５０、５５の実際の温度との温度差が、高電流コンタクトデバイスの前述した構成によって特に小さくなる。
【０１２１】
さらに、熱伝導経路１２０の特に良好な熱伝導性によって、コンタクト要素２０、５０、５５の温度上昇または温度低下の測定の時間遅延が特に小さくなり、これは、図７〜図１３に示す温度測定デバイス２５が、動的負荷の場合、例えば交流負荷の場合に、コンタクト要素２０、５０、５５の温度を判定するのにも特に適していることを意味する。したがって、コンタクト要素２０、５０、５５の熱過負荷を特に迅速かつ早期に確実に検出することもできる。
【０１２２】
図１６は、第３の実施形態による、高電流コンタクトデバイス１０の回路キャリア６５の斜視図である。
【０１２３】
高電流コンタクトデバイス１０は、図６〜図１５に示す高電流コンタクトデバイス１０と略同一に設計される。図６〜図１５に示す第２の実施形態による高電流コンタクトデバイス１０の構成と比べた、図１６に示す高電流コンタクトデバイス１０またはその温度測定デバイス２５の違いについてのみ、以下で説明する。
【０１２４】
実施形態において、温度測定デバイス２５は、第１の温度センサ１０５のみを有する。さらなる温度センサ１０６、１０７、１０８は省略されている。さらに、第２の熱伝導要素１３０は、第１の熱結合面２５５に加えて第２の熱結合面２６０を有する。
【０１２５】
第２の熱結合面２６０は、同様に、第２のキャリア１７５の側方に配置され、したがって、第２のキャリア７５の第３の端面２１０に対してある角度で、好ましくは垂直に配置される。実施形態において、第１の温度センサ１０５は、４つのコンタクト要素２０、５０、５５の配置に関して略中央に位置するように配置される。この場合、第１の熱結合面２５５と第２の熱結合面２６０とを互いに平行に位置合わせできると好ましい。ここでは、第１の熱結合面２５５と第２の熱結合面２６０とがｘｚ平面に延びると特に有利である。例として、さらに、第１の熱結合面２５５および／または第２の熱結合面２６０は、平面になるように設計される。第１の熱結合面２５５および／または第２の熱結合面２６０を凹状または凸状に形成することも考えられる。
【０１２６】
図１７は、図１６に示す高電流コンタクトデバイス１０の温度測定デバイス２５の平面図である。
【０１２７】
第２の熱伝導要素１３０は、２つの肢部２７０、２７５を有する略Ｖ字形構成を有する。第２の熱伝導要素１３０は、第１の熱結合面２５５を第２の熱結合面２６０に熱的に接続する。第２の熱伝導要素１３０の異なる構成も可能である。これに関し、第２の熱伝導要素１３０を弧状、Ｕ字形、または線形に設計してもよい。
【０１２８】
第２の熱伝導要素１３０は取出面２６５を有する。取出面２６５を、例えば、回路キャリア６５の第３の端面２１０に配置することができる。図１７において、取出面は、第２の熱伝導要素１３０の肢部２７０、２７５の分岐点付近に配置される。取出面２６５の異なる配置も考えられる。取出面２６５において、第１の温度センサ１０５が第２の熱伝導要素１３０に当接し、第２の熱伝導要素１３０に熱的に接続される。さらに、熱伝導性材料、例えば熱伝導ペーストを、第１の温度センサ１０５と取出面２６５との間に配置して、第１の温度センサ１０５と取出面２６５との特に良好な熱接続を確保することができる。
【０１２９】
第２の熱伝導要素１３０は、組立て状態で第１のコンタクト要素２０に当接する第１の熱伝導要素１２５と、組立て状態で第２のコンタクト要素５０に当接する第１の熱伝導要素１２５とを、第１の温度センサ１０５に熱的に結合する。この構成は、図１〜１５に示す構成に比べて、温度センサ１０５、１０６、１０７、１０８の数を減少させるという利点を有する。
【０１３０】
さらに、温度測定デバイス２５は、第２の熱伝導経路２８５を有することができる。例として、図１７において、第２の熱伝導経路２８５は、対称面２８０に関して鏡面対称になるように設計され、対称面２８０は、回路キャリア６５に関して中央に配置されたｘｚ平面として設計される。第２の熱伝導経路２８５を、図１７に示すものとは異なるように設計してもよい。特に、第２の熱伝導経路２８５を、第１の熱伝導経路１２０とは異なって設計してもよい。
【０１３１】
第２の熱伝導経路２８５は、第３の熱伝導要素２９０および第４の熱伝導要素２９５を有する。この場合、第３の熱伝導要素２９０の数は、さらなるコンタクト要素５５の数に略対応する。例として、第３の熱伝導要素２９０は、中実体としての第１の熱伝導要素１２５と同一に設計され、第１のマトリックス材料および充填材料の両方から構成されるため、第３の熱伝導要素２９０は特に良好な熱伝導性を有する。
【０１３２】
第４の熱伝導要素２９５は、回路キャリア６５のメタライズ層として設計される。第４の熱伝導要素２９５も、例えばＶ字形に設計された構成を有し、さらなる取出面３００が、第４の熱伝導要素２９５の頂点において第３の端面２１０に配置される。第１の温度センサ１０５は、間隙によって取出面２６５からｙ方向に離間するように配置された、さらなる取出面３００に配置され、さらなる取出面３００に熱的に接続される。
【０１３３】
コンタクト固定手段１７０の第２の位置で、第３の熱伝導要素２９０は、さらなるコンタクト要素５５に当接し、さらなるコンタクト要素５５に熱的に結合される。さらに、第４の熱伝導要素２９５は、それぞれ第３の熱伝導面によって、第３の熱伝導要素２９０の接触面１３５に側方から押し付けられる。したがって、第４の熱伝導要素２９５は、さらなるコンタクト要素５５に熱的に接続される。第４の熱伝導要素２９５は、第３の熱伝導要素２９０をさらなる取出面３００に熱的に接続する。
【０１３４】
したがって、第１の温度センサ１０５は、第１の熱伝導経路１２０および第２の熱伝導経路２８５を介して、すべてのコンタクト要素２０、５０、５５に接続される。
【０１３５】
図１７において、コンタクト要素２０、５０、５５から第１の温度センサ１０５への熱伝達が、鎖線で示されている。電気エネルギーがコンタクト要素２０、５０、５５のうちの１つを介して伝達されると、それぞれのコンタクト要素２０、５０、５５は加熱される。
【０１３６】
図１７に示す４つのコンタクト要素２０、５０、５５は、３相電流を送ることができる。この場合、コンタクト要素２０、５０、５５のうちの３つをそれぞれの外部導体Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３に接続することができ、コンタクト要素２０、５０、５５のうちの１つを接地導体Ｎに接続することができる。
【０１３７】
加熱された第１のコンタクト要素２０および第２のコンタクト要素５０は、関連する第１のコンタクト要素２０および第２のコンタクト要素５０に当接しているそれぞれの第１の熱伝導要素１２５を加熱する。第１の熱伝導要素１２５は、第１の熱結合面２５５を介して第２の熱伝導要素１３０に熱を伝える。第２の熱伝導要素１３０の金属材料によって、第２の熱伝導要素１３０は、特に熱伝導性が高くなり、第１の熱伝導要素１２５から温度センサ１０５のための取出面２６５へ特に迅速に熱を伝える。
【０１３８】
第２の熱伝導経路２８５は、さらなるコンタクト要素５５を第１の温度センサ１０５に結合する。この場合、加熱されたさらなるコンタクト要素５５の熱が、さらなるコンタクト要素５５に当接している第３の熱伝導要素２９０を介して第４の熱伝導要素２９５に伝わる。第４の熱伝導要素２９５は、第１の温度センサ１０５が第４の熱伝導要素２９５に熱的に接続されているさらなる取出面３００に熱を伝える。
【０１３９】
第１の温度センサ１０５は、取出面２６５および／またはさらなる取出面３００に加わる温度を測定し、測定温度に関する対応する情報をインターフェース７０に提供する。
【０１４０】
この場合、第１の温度センサ１０５は、実質的に常に、最も高温のコンタクト要素２０、５０、５５の温度を測定する。
【０１４１】
この構成は、図１６および図１７に示す第３の実施形態が、図１〜図１５に示す実施形態と比べて温度センサの数が少ないことによって特に費用効果が高いという利点を有する。さらに、温度センサの数が少ないにもかかわらず、コンタクト要素２０、５０、５５の温度を特に正確かつ動的にモニタすることができる。
【０１４２】
図１８は、第４の実施形態による、高電流コンタクトデバイス１０の斜視図である。
【０１４３】
高電流コンタクトデバイス１０は、図６〜図１５に示す高電流コンタクトデバイス１０と略同一に設計される。図６〜図１５に示す高電流コンタクトデバイス１０と比べた図１８に示す高電流コンタクトデバイス１０の第４の実施形態の違いのみについて、以下で説明する。
【０１４４】
図６〜図１５に示す回路キャリア６５と第２のキャリア１７５とは、図１８において集積回路キャリア３１０として設計される。この場合、例として、第１のキャリア７５と第２のキャリア１７５とは同一の材料から一体に設計される。回路キャリア６５のトレースが、例えば、集積回路キャリア３１０のメタライズ層として設計される。ここでは、集積回路キャリア３１０が、例えば、射出成形回路キャリア（モールド集積デバイス、略してＭＩＤ、としても知られる）として設計されると特に有利である。
【０１４５】
この構成は、図６〜図１５に示すような回路キャリア６５のコンタクト固定手段１７０の２部構成を省くことができるという利点を有する。
【０１４６】
図１９は、図１８に示す高電流コンタクトデバイス１０の側面図である。
【０１４７】
実施形態において、インターフェース７０は、例として、接触領域３０５から離れたコンタクト要素２０、５０、５５の側に配置される。この場合、インターフェース７０を集積回路キャリア３１０に配置することができる。
【０１４８】
図２０は、図１８および図１９に示す高電流コンタクトデバイス１０の後面図である。
【０１４９】
明確にするために、図２０では、集積回路キャリア３１０のトレースは省略されている。実施形態において、各コンタクト要素２０、５０、５５は、それぞれ第１の熱伝導経路１２０を介してそれぞれの関連する温度センサ１０５、１０６、１０７、１０８に熱的に接続される。図６〜図１５に示すメタライズ層としての構成とは対照的に、第２の熱伝導要素１３０は、集積キャリア３１０上または集積キャリア３１０内に形成され、温度センサ１０５、１０６、１０７、１０８のそれぞれを第１の熱伝導要素１２５にそれぞれ熱的に結合する。
【０１５０】
この構成は、第１の熱伝導要素１２５がそれぞれの関連するコンタクト要素２０、５０、５５に押し付けられるだけであり、コンタクト固定手段１７０を第２の熱伝導要素１３０上へ摺動させるときに押付けが行われないため、コンタクト固定手段１７０を第１の位置から第２の位置へ変位させ、かつコンタクト固定手段１７０をコンタクト要素２０、５０、５５に組み付けるための組付力が、図６〜図１５に示す構成と比べて略半分になるという利点を有する。
【０１５１】
図１８〜図２０に示す第４の実施形態は、集積回路キャリア３１０によって部品数が減少するため、高電流コンタクトデバイス１０が特に簡単かつ費用効果の高い方法で設計されるという利点をさらに有する。さらに、集積回路キャリア３１０の幾何形状を略自由に設計することができる。
【０１５２】
さらに、温度センサ１０５、１０６、１０７、１０８を、熱的に最適な方法で、好ましくは、関連するコンタクト要素２０、５０、５５にできるだけ近接して位置決めすることができる。
【０１５３】
さらに、図１８〜図２０に示す実施形態を、図１５〜図１７に示す第３の実施形態と組み合わせることもできる。その上、さらなる電気部品、例えばＬＥＤを、集積回路キャリア内／上に位置決めすることができる。部品および／または温度センサ１０５、１０６、１０７、１０８を、電気接続部１１０、１１５、１１６にはんだ付けすることができる。このために、例えばリフロープロセスを使用することができる。温度センサ１０５、１０６、１０７、１０８を、導電性接着剤、例えば銀導電性接着剤によって、電気接続部１１０、１１５、１１６に電気的かつ機械的に接続することもできる。
【符号の説明】
【０１５４】
１０  高電流コンタクトデバイス
１５  コンタクトハウジング
２０  第１のコンタクト要素
２５  温度測定デバイス
３０  さらなる高電流コンタクトデバイス
３５  ハウジング内部
４０  高電流ケーブル
４５  嵌合軸
５０  第２のコンタクト要素
５５  さらなるコンタクト要素
６０  相手側コンタクト
６５  回路キャリア
７０  インターフェース
７５  第１のキャリア
８０  第１の端面
８５  補強部
９０  コンタクトデバイス
９５  分離ウエブ
１００  フィードスルー
１０５  第１の温度センサ
１０６  第２の温度センサ
１０７  さらなる温度センサ
１１０  第１の電気接続部
１１５  第２の電気接続部
１１６  さらなる電気接続部
１２０  第１の熱伝導経路
１２５  第１の熱伝導要素
１３０  第２の熱伝導要素
１３１  内周面
１３２  メタライズ層
１３５  接触面
１４０  第１の外周面
１４５  切れ目
１５０  半径方向間隙
１５５  第１の支持ウエブ
１６０  第２の外周面
１６５  第２の支持ウエブ
１７０  コンタクト固定手段
１７５  第２のキャリア
１７６  サブ領域
１８０  ねじ接続部
１８５  ラッチ手段
１８６  ガイド要素
１９０  ガイド面
１９５  変位軸
２００  フィードスルー輪郭
２０５  第２の端面
２１０  第３の端面
２１５  第４の端面
２２０  レセプタクル
２２５  係合部
２３０  溝
２３５  第１の部分
２４０  第２の部分
２４５  溝基部
２５０  溝側面
２５５  第１の熱結合面
２６０  第２の熱結合面
２６５  取出面
２７０  第１の肢部
２７５  第２の肢部
２８０  対称面
２８５  第２の熱伝導経路
２９０  第３の熱伝導要素
２９５  第４の熱伝導要素
３００  さらなる取出面
３０５  接触領域
３１０  集積回路キャリア
【図１】
2022003637.tif 000003
【図２】
2022003637.tif 000004
【図３】
2022003637.tif 000005
【図４】
2022003637.tif 000006
【図５】
2022003637.tif 000007
【図６】
2022003637.tif 000008
【図７】
2022003637.tif 000009
【図８】
2022003637.tif 000010
【図９】
2022003637.tif 000011
【図１０】
2022003637.tif 000012
【図１１】
2022003637.tif 000013
【図１２】
2022003637.tif 000014
【図１３】
2022003637.tif 000015
【図１４】
2022003637.tif 000016
【図１５】
2022003637.tif 000017
【図１６】
2022003637.tif 000018
【図１７】
2022003637.tif 000019
【図１８】
2022003637.tif 000020
【図１９】
2022003637.tif 000021
【図２０】
2022003637.tif 000022
【外国語明細書】
2022003637000001.pdf