CN104145378A - 插塞连接器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种插塞连接器，用于将电动车辆电连接至充电设备，该插塞连接器包括插塞或插孔(1)以及机电驱动的锁定设备(3)，其中该插塞或插孔(1)被构造成用于和与电动车辆或充电设备关联的第二插塞连接器的第二插孔或第二插塞建立电连接，该锁定设备(3)能够以与插塞或插孔(1)的插接方向(7)成轴向的方式移动，以便将互连的插塞/插孔对(1)锁定和/或解锁，并且锁定设备(3)和/或插塞或插孔(1)具有对中设备(11)，该对中设备被构造成使得锁定设备(3)能够在由对中设备(11)预定的位置以紧密配合的方式能脱离地紧固至插塞或插孔(1)。因而可实现极其简化的组装，即使是在空间受限的情况下也是如此。

Description

插塞连接器
技术领域
本发明涉及一种用于将电动车辆电连接至充电设备的插塞连接器，该插塞连接器包括插塞或插孔(socket)以及电驱动锁定设备，其中插塞或插座构造成用于建立和与电动车辆或充电设备关联的第二插塞连接器的第二插孔或第二插塞的电连接。
背景技术
在电动应用领域中，带有电锁定的插塞连接器是已知的，并且被标准化以用于从充电设备传递电能以对设置在电动车辆中的车辆电池充电。为此，可在充电设备和/或电动车辆上提供电器插塞，从而可借助连接缆线在充电设备与电动车辆之间产生电连接，所述连接缆线在两端均具有对应于电器插塞的缆线插塞。电器插塞和缆线插塞可构造成插塞或插孔，其中缆线插塞通常构造成插塞，即具有凸出接触部，并且电器插塞通常构造成插孔，即具有凹入接触部。
该电锁定可允许柱形引脚(pin)以垂直于插塞连接器插接方向(尽可能远地充分插接直至停止)的方式进行机械插入，其中，电器插塞和缆线插塞可被柱形引脚通过对应的孔或轮廓在径向方向上穿透，使得通过锁定在轴向方向上产生紧密配合(form-fitting)连接。因而防止了已连接的插塞连接器的手动脱离，使得出于安全性的原因，在电载荷下的插塞连接器不能彼此分离或者不能中断车辆电池的不完整充电。柱形引脚通常以机电的方式驱动，例如通过带有上游机械结构的螺线管或致动器。
如果仅有一个电器插塞插入到壁(例如电动车辆的或者充电设备的)中的开口中，这在多数情况下从壁的后侧进行，这是因为柱形引脚的驱动部(特别是当柱形引脚可以垂直于插塞连接器插接方向的方式插入时)从插塞连接器侧向“突出”，使得插塞连接器(包括柱形引脚的驱动部)可从壁的前侧的开口穿过。这意味着，在几乎所有情况下，这样的电器插塞的后续安装被排除了，特别是在由于有限空间而不能在后侧上将电器插塞附接至壁的情况下。
发明内容
本发明的目的因此是描述一种插塞连接器，用于将电动车辆电连接至机电操作的柱形引脚以用于锁定插塞/插孔对，该插塞连接器还可随后安装在壁中并且其中空间是受限的。
该目的根据本发明通过独立权利要求的特征来实现。本发明的有利实施例在从属权利要求中描述。
本发明的目的因此通过一种用于将电动车辆电连接至充电设备的插塞连接器来实现，该插塞连接器包括插塞或插孔以及机电驱动的锁定设备，其中该插塞或插孔被构造成用于和与电动车辆或充电设备关联的第二插塞连接器的第二插孔或第二插塞建立电连接，该锁定设备能够以与插塞或插孔的插接方向成轴向的方式移动，以便将互连的插塞/插孔对锁定和/或解锁，并且锁定设备和/或插塞或插孔具有对中设备，该对中设备被构造成使得锁定设备能够在由对中设备预定的位置以紧密配合的方式能脱离地紧固至插塞或插孔。
本发明的关键点因此在于插塞连接器形成为两个部分，具体地一方面包括插塞或插孔并且另一方面包括锁定设备，其中锁定设备能够能脱离地紧固至插塞或插孔。这则意味着，在弱光和/或空间受限的情况下，插塞连接器也可随后被插入到电动车辆和/或充电设备的壁中的开口中，例如在第一步骤中，插塞或插孔则可从壁的“外面”插入到开口中，并且在第二步骤中，锁定设备则可从壁的“内面”紧固至已经插入到壁中的插塞或插孔。
由于锁定设备可在预定位置以紧密配合的方式紧固至插塞或插孔(由于提供对中设备的原因)，因而这些部件的连接在一起被极大地简化。具体地，这意味着可以相对于插塞或插孔的插接方向成轴向的方式移动以用于将插塞/插孔对机械锁定的锁定设备由于对中设备的原因而在预定位置抵靠插塞或抵靠插孔，即，例如对于用于机械锁定的柱形引脚的实施例，可以与插塞/插孔对的插接方向成轴向的方式延伸到插塞或插孔的轮廓中。换言之，这意味着，由于具有对中设备的实施例，锁定设备可在预定位置以精准配合的方式连接至插塞或插孔，即，操作员因此可几乎摸索地将锁定设备连接至插塞或插孔。
原则上，插塞和/或插孔可以由现有技术已知的任何方式被构造以用于在插塞连接器之间产生电连接，例如被构造成缆线插塞和/或电器插塞。插塞和插孔两者优选地具有多个电接触器，其中插塞特别优选地被构造成带有凸出接触器并且插孔特别优选地被构造成带有与凸出接触器对应的凹入接触器。插塞连接器还可与由现有技术已知的任何电动车辆和任何充电设备一起使用。
如将在下文中更详细讨论的，锁定装置可被构造成例如柱形引脚或螺栓，其中该柱形引脚或螺栓可以与插塞或插孔的插接方向成轴向的方式移动，以将互连的插塞/插孔对机械地锁定和/或解锁。插塞和插孔特别优选地具有对应于锁定设备的相应轮廓或开口，使得锁定设备在其闭合位置中优选地穿过插塞和插孔的相应轮廓或开口两者，使得互连的插塞/插孔对因此被机械锁定。因此，锁定设备在其开口位置中不与第二插孔或第二插塞的前述轮廓或开口接合，使得第二插孔或第二插塞可分别从所述插塞或插孔被移除。
还存在用于形成对中设备的各种可能，例如通过设置在带有凸出轮廓(相应地设置在插塞或插孔上)的锁定设备上的轮廓，如在下文中更详细描述的。在任何情况下，优选的是，由于对中设备而在将锁定设备连接至插塞或插孔时实现明确的预定的位置，其中该预定位置优选地相对于插塞或插孔的插接方向在径向方向上形成至少一个紧密配合连接，最优选地还以与插塞或插孔的插接方向成轴向的方式形成轴向紧密配合连接，这里最优选地在第二插孔或第二插塞的方向上，即优选地在将插塞从对应插孔“移除的方向”上。
根据本发明的另一优选实施例，对中设备被构造成可借助于以下方式通过将锁定设备紧固至插塞或插孔来到达预定位置：借助于锁定设备的相对于插塞或插孔的插接方向在径向方向上的第一运动，并且借助于相对于插塞或插孔的插接方向在轴向方向上的第二运动。换言之，对中设备优选地被构造成使得，当使锁定设备“从后方”朝向插塞或朝向插孔行进且然后使锁定设备“下降”(即通过在径向方向上的第一运动实现)并且随后“向前滑动”(即通过在轴向方向上的第二运动实现)时，可到达预定位置，在该预定位置中，锁定设备以紧密配合的方式连接至插塞或插孔，或者锁定设备以紧密配合的方式紧固至插塞或者插孔。由于这样的实施例，锁定设备则可特别容易地紧固至插塞或者插孔，甚至在弱光和/或空间受限的情况下也是如此，从而为了锁定互连的插塞/插孔对，锁定设备可在预定或限定位置中以与插塞或插孔成轴向的方式移动。
原则上，锁定设备可被任意构造，其中该锁定设备优选地被构造成螺栓或者柱形引脚。根据本发明另一优选实施例，插塞或插孔具有用于插入螺栓的开口，该开口与螺栓具有大致相同尺寸的直径，并且螺栓在预定位置中相对于插塞或插孔被布置成使得，螺栓可以与插塞或插孔的插接方向成轴向的方式被插入到开口中，以将互连的插塞/插孔对机械锁定。
根据本发明另一优选实施例，插塞连接器具有用于锁定设备的驱动设备，其中该驱动设备包括该锁定设备，对中设备被构造成位于驱动设备和位于插塞或插孔上的两个部分，并且对中设备的设置在驱动设备上的第一部分具有相对于插塞或插孔的插接方向在轴向方向上以半圆的方式延伸的伸出部，并且对中设备的设置在插塞或插孔上的第二部分具有用于以紧密配合的方式接收该伸出部的以半圆的方式延伸的沟槽。可替换地，对中设备的第一部分可具有一轮廓并且对中设备的第二部分可具有用于以紧密配合的方式接收所述轮廓的配合轮廓。在任何情况下，根据该实施例，对中设备布置有位于驱动设备上的第一部分并且布置有位于插塞或插孔上的第二部分，使得对中设备的第一部分与第二部分配合成使得，通过将驱动设备或锁定设备连接至插塞或插孔，锁定设备以及插塞或插孔占据预定位置。
根据本发明另一优选实施例，驱动设备具有用于将紧固至插塞或插孔的驱动设备固定的紧固装置。这里，还优选的是，紧固装置被构造成螺纹件(例如被构造成自削螺纹件)，其能够预组装在驱动设备上，使得一旦驱动设备连接至插塞或插孔以及一旦已到达预定位置时，驱动设备通过紧固装置固定(优选地持久固定)至插塞或插孔。因此可防止驱动设备相对于插塞或插孔的“倾斜”，从而可确保驱动设备或者锁定设备的更加可靠的操作。
原则上，可通过由现有技术已知的任何方式来执行锁定设备的机电致动，然而其中，特别优选的是驱动设备具有可由电脉冲致动的致动器，用于将互连的插塞/插孔对锁定和/或解锁。为了提供电脉冲，可提供电源或其他手段，例如电池、电容器和/或线圈。另外，该电源可通过充电设备和/或与电动车辆关联的车辆电池来充电。
根据另一优选实施例，插塞连接器被构造成紧固在壁中的开口中，使得插塞或插孔仅仅在锁定设备未紧固至插塞或插孔的情况下能够从壁的一侧插入到开口中，并且锁定设备能够从壁的另一侧紧固至插入到开口中的插塞或插孔中。因此优选的是，插塞连接器不能“作为整体”紧固至壁，而是被构造成使得插塞或插孔总是首先插入壁中的开口中并且锁定设备然后在第二步骤中优选地从壁的另一侧连接至已经插入到壁中的插塞或插孔。因此，由于插塞或插孔与锁定设备之间通过对中设备实现的紧密配合连接而避免了“倾斜”，从而可以可靠且安全地致动锁定设备以锁定互连的插塞/插孔对。在本发明的范围内，“互连”是指两个插塞连接器提供电动车辆与充电设备之间的电连接并且为此而优选地分别在它们的插塞和插孔之间具有紧密配合和/或压入配合(force-fitting)。
本发明的目的还通过一种插塞连接器布置来实现，该插塞连接器布置包括插塞连接器(如已经描述的)以及第二插塞连接器，其中第二插塞连接器优选地具有被对应地构造以便产生分别与所述插塞或插孔的电连接的第二插孔或第二插塞。另外，本发明的目的通过包括如上所述的插塞连接器的充电设备或电动车辆来实现。
附图说明
在下文中将参照附图基于优选实施例来更加详细地阐述本发明。
附图中：
图1示出了根据本发明优选实施例的包括插孔和驱动设备的插塞连接器，
图2示出了根据本发明优选实施例的插孔，
图3示出了根据本发明优选实施例的驱动设备，并且
图4示出了根据本发明优选实施例的插孔的第二视图。
具体实施方式
图1示出了用于将电动车辆电连接至充电设备的插塞连接器。插塞连接器具有插孔1和驱动设备2，其中驱动设备2包括机电驱动的锁定设备3。图2单独示出了插孔，而图3示出了驱动设备2。最后，图4示出了插孔的另一视图。
插孔1具有多个电接触器4，这些电接触器构造成和与电动车辆或充电设备关联的第二插塞连接器的对应插塞产生电连接。插孔1插入到例如电动车辆或充电设备的壁5中，并且使用螺纹件(screw)6紧固至壁5。
锁定设备3具有螺栓8，该螺栓可以与插孔的插接方向成轴向的方式移动并且该螺栓在这种情况下被构造成柱形引脚。如在图3中所示，螺栓8在该图示中仍处于其开口位置中，这将在下文中进一步阐述。为了致动螺栓8，驱动设备2具有致动器9，由电脉冲致动的该致动器实现互连的插塞/插孔对1的锁定和/或解锁。
为此(即为了锁定)，螺栓8可如上文所述以与插孔1的插接方向7成轴向的方式移动，并且穿过开口10延伸至插塞连接器的中线且延伸到插口1中，使得连接至插孔1的插塞(该插塞还具有对应于开口10的另一开口)由于螺栓插入到两个开口10中而被机械锁定抵抗插塞/插孔对1的脱离。
根据本发明，驱动设备2以及因此还有锁定设备3可以可脱离的方式紧固至插孔1。这具有极大的优点，即，插孔1可首先紧固在壁5中，并且然后在第二步骤中驱动设备2可以特别简单的方式紧固至插孔1。
从而，驱动设备2的螺栓8可以致动器操作的方式精准配合地滑动到开口10中，以便锁定插塞/插孔对1，驱动设备2必须以精准配合的方式紧固至插孔1。出于该目的而设置对中设备11，该对中设备构造成一方面位于插孔1上并且另一方面位于驱动设备2上的两个部分。
如从图2和图3可见，位于驱动设备2上的对中设备11具有在与插孔1的插接方向7相反的轴向方向上以半圆的方式延伸的伸出部12，即与设置在插孔1上的以半圆的方式延伸的沟槽13配合的轮廓，使得当插孔1连接至驱动设备2时，插孔1与驱动设备2在由对中设备11预定的位置中进入到紧密配合连接。
具体地，这意味着，由于对中设备1的该实施例(图2和图3中示出)，借助于驱动设备2朝向插孔1的第一运动(即通过驱动设备2的相对于插孔1的插接方向7在径向方向上的运动)以及借助于在与插孔1的插接方向7相反的轴向方向上的第二运动而使得伸出部12滑动到对中设备11的接收部中(该接收部在这种情况下形成为沟槽13)，从而到达预定的位置。在该位置中，锁定设备3则以使得螺栓8能够进入开口10的方式在插孔1上对中。
为了将驱动设备2进一步固定至插孔1，提供自削螺纹件作为紧固装置14，并且可在驱动设备2与插孔1连接的状态下以预组装在驱动设备2的方式将该自削螺纹件插入到插孔1中。
参考标号列表
插孔      1
驱动设备  2
锁定设备  3
电接触器  4
壁        5
螺纹件    6
插接方向  7
螺栓      8
致动器    9
开口      10
对中设备  11
伸出部    12
沟槽      13
紧固装置  14

Claims (10)

1.一种插塞连接器，用于将电动车辆电连接至充电设备，所述插塞连接器包括插塞或插孔(1)以及机电驱动的锁定设备(3)，其中
所述插塞或插孔(1)被构造成用于和与所述电动车辆或所述充电设备关联的第二插塞连接器的第二插孔或第二插塞建立电连接，
所述锁定设备(3)能够以与所述插塞或插孔(1)的插接方向(7)成轴向的方式移动，以便将互连的插塞/插孔对(1)机械地锁定和/或解锁，并且
所述锁定设备(3)和/或所述插塞或插孔(1)具有对中设备(11)，所述对中设备被构造成使得所述锁定设备(3)能够在由所述对中设备(11)预定的位置以紧密配合的方式能脱离地紧固至所述插塞或插孔(1)。
2.根据前一权利要求所述的插塞连接器，其中，所述对中设备(11)被构造成使得能够借助于以下方式通过将所述锁定设备(3)紧固至所述插塞或插孔(1)而到达所述预定位置：借助于所述锁定设备(3)的相对于所述插塞或插孔(1)的所述插接方向(7)在径向方向上的第一运动，并且借助于相对于所述插塞或插孔(1)的所述插接方向(7)在轴向方向上的第二运动。
3.根据前述权利要求中的一项所述的插塞连接器，其中，所述锁定设备(3)被构造成螺栓(8)。
4.根据前一权利要求所述的插塞连接器，其中，所述插塞或插孔(1)具有用于插入所述螺栓的开口，所述开口(10)和所述螺栓具有大致相同尺寸的直径，并且所述螺栓在所述预定位置中相对于所述插塞或插孔(1)被布置成使得所述螺栓能够以与所述插塞或插孔(1)的所述插接方向(7)成轴向的方式插入到所述开口(10)中，以便将互连的插塞/插孔对(1)机械锁定。
5.根据前述权利要求中的一项所述的插塞连接器，包括用于所述锁定设备(3)的驱动设备(2)，其中，所述驱动设备(2)包括所述锁定设备(3)，所述对中设备(11)被构造成位于所述驱动设备(2)上和位于所述插塞或插孔(1)上的两个部分，并且所述对中设备(11)的设置在所述驱动设备(2)上的第一部分具有伸出部(12)，所述伸出部相对于所述插塞或插孔(1)的所述插接方向(7)在轴向方向上以半圆的方式延伸，并且所述对中设备(11)的设置在所述插塞或插孔(1)上的第二部分具有以半圆的方式延伸的沟槽(13)，所述沟槽用于以紧密配合的方式接收所述伸出部(12)。
6.根据前一权利要求所述的插塞连接器，其中，所述驱动设备具有紧固装置(14)，所述紧固装置用于固定紧固至所述插塞或插孔(1)的所述驱动设备(2)。
7.根据前述权利要求5或6中的一项所述的插塞连接器，其中，所述驱动设备(2)具有能通过电脉冲致动的致动器(9)，用于将互连的插塞/插孔对(1)锁定和/或解锁。
8.根据前述权利要求中的一项所述的插塞连接器，其中，所述插塞连接器被构造成紧固在壁(5)中的开口中，使得所述插塞或插孔(1)仅仅在所述锁定设备(3)未紧固至所述插塞或插孔(1)的情况下能够从所述壁(5)的一侧被插入到所述开口中，并且使得所述锁定设备(3)能够从所述壁(5)的另一侧被紧固至插入到所述开口中的所述插塞或插孔(1)。
9.一种插塞连接器布置，包括根据前述权利要求中的一项所述的插塞连接器并且包括一第二插塞连接器。
10.一种充电设备或电动车辆，包括根据前述权利要求中的一项所述的插塞连接器。
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