CN115428271A - 用于高电流插接连接器的锁定机构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种插接连接器插座(1)，其具有锁定装置(2)，所述锁定装置将插接连接器(10)在插接状态下锁定在插接连接器插座(1)上，其中，所述锁定装置(2)至少部分地布置在插接连接器插座(1)之内并且在插接侧至少部分地从插接连接器插座(1)突出。所述插接连接器(10)设置用于传输高电流和信号，其中，所述插接连接器(10)具有锁定轮廓(9)，插接连接器插座(1)的锁定装置(2)能够接合到所述锁定轮廓中，其中，所述锁定轮廓(9)在插接侧布置在插接连接器(10)上。

Description

用于高电流插接连接器的锁定机构
技术领域
本发明涉及一种根据独立权利要求1的前序部分所述的插接连接器插座。本发明同样涉及一种根据独立权利要求15的前序部分所述的与其匹配的插接连接器。本发明还涉及一种包括这样的插接连接器插座和这样的插接连接器的系统。此外，本发明涉及一种根据独立权利要求22的前序部分所述的用于断开插接连接的方法。
这种插接连接器插座和插接连接器尤其是用于传输高电流。
背景技术
DE102017108490B4示出一种插接连接器插座和与其匹配的插接连接器。所述插接连接器插座具有可枢转的锁定卡箍，所述锁定卡箍可锁定在插接连接器上。由插接连接器插座和插接连接器组成的系统通过控制单元来监控。所述锁定卡箍仅在无电流和无电压时才能转移到解锁位置中。由此不能实现所谓的“在负载下拉动”。
在此示出的锁定卡箍和相关联的监控电子装置构造得非常大。因此，这种解决方案不适用于许多应用。此外，由于机械锁安装在锁定卡箍的外部，因此其易受污染和/或损坏的影响。
发明内容
本发明的任务在于提供一种可靠的、紧凑的且稳健的解决方案，其防止插接连接在运行状态中的拉动，所谓的“在负载下拉动”。
所述任务通过独立权利要求的主题来解决。
本发明的有利的设计方案在从属权利要求和下面的说明中给出。
本发明涉及一种用于插接连接器的插接连接器插座。如果插接连接器插入到插接连接器插座中，则这也被称为插接连接。通过将插接连接器插入到插接连接器插座中建立了插接连接。通过从插接连接器插座中拔出插接连接器，又使所述插接连接断开。
在这种情况下，插接连接器插座和相关的插接连接器并不限于工业应用领域。根据本发明的插接连接器也明确设计用于在私人领域中使用。所述应用领域尤其是涉及要求高电流传输的应用，例如在充电过程中。
根据本发明的插接连接器插座具有锁定装置，插接连接器借助所述锁定装置能在插接状态下锁定在插接连接器插座上。在这种情况下“锁定”是指通过正常用力在插接状态下不能将插接连接器从插接连接器插座中拉出。保持锁定，直到能够将插接连接器安全地从插接连接器插座重新拉出为止。插接连接的安全断开例如指的是基本上排除了电弧的产生。对于使用者和与所述插接连接相连的设备的任何损坏和/或危险至少被降低到最小。
锁定装置基本上布置在插接连接器插座之内。这意味着锁定装置基本上位于插接连接器壳体之内并且不布置在插接连接器之外。由此，也不会无意地(或有意地)忘记锁定这种插接连接，这给自身带来大的安全性优点。所述锁定装置的至少一部分在插接侧从插接连接器插座突出。所述锁紧装置的突出部分正好如接触元件一样布置在插接连接器插座的插接区域中。
插接连接器插座优选具有八角形横截面。插接连接器插座构成插接面。所述插接面理解为接触元件的布置结构，所述布置结构在俯视图中位于插接连接器插座(或相应的插接连接器)的插接区域中。所述锁定装置的从插接连接器插座突出的部分优选是插接面的一部分。有利的是，所述锁定装置或其突出部分居中地布置在插接面中并且至少部分地被接触元件围绕。由此避免了在尝试在运行状态中断开插接连接时对接触元件的单侧加载。理想地，锁定装置基本上与接触元件中的至少一个齐平地突出。
优选地，所述锁定装置是电动机械式的锁定装置。单纯机械部件也能够在无电流的情况下确保锁定。电气部件只有在经过电子检查确认没有电压时才释放插接连接。插接连接器插座可以具有储能器，在所述设备完全脱离电力供应或者不能电力供应时，所述储能器确保电气释放。
优选地，锁定装置具有机械的锁定元件。所述锁定元件具有至少一个弹簧安装的锁定销，所述锁定销为了机械地锁定插接连接而可以接合到插接连接器的相关联的锁定开口中。
此外特别有利的是，所述锁定元件具有两个彼此相反地定向的锁定销，这些锁定销通过弹簧彼此联接。因此，锁定销接合到插接连接器的两个锁定开口中，这两个锁定开口类似于锁定销相对地布置。这种机械锁定已被证实为是非常可靠的。
有利的是，锁定销分别一体成型在基部上。因此，基部和锁定销分别形成一个构件，所述构件例如可以由塑料在注塑过程中成本有利地制成。所述两个基部在几何上彼此互补地设计。这意味着所述基部在聚集在一起时相互啮合。所述两个基部通过前述弹簧彼此联接。
在本发明的一个优选的实施方式中，所述锁定装置具有可运动的锁定滑座。所述锁定滑座由活塞组成，所述活塞在端侧具有U形叉。机械锁定元件能够经由U形叉锁止。这种锁止例如通过以下方式实现，即U形叉在锁定销的基部之间移动，从而这些锁定销不能再朝向彼此引导并且由此锁定销不能再从锁定开口被引出。
优选地，所述锁定装置具有提升磁体。通过所述提升磁体可以使锁定滑座运动。在此，所述活塞可以沿插接方向来回移动，从而U形叉根据位置可以锁止或释放锁定销。
有利的是，所述锁定装置具有第一微型开关，利用所述第一微型开关可以检测锁定滑座的位置。所述微型开关在此用作传感器并且检测U形叉是否处于锁定功能或释放位置中。在锁定功能中，锁定元件被锁止。在释放位置中，所述叉不位于锁定元件的作用区域中。
有利地，插接连接器插座具有带有RFID天线的电子评估单元。第一微型开关将数据提供给评估单元，从而已知所述叉是否位于锁定位置或释放位置中。
有利地，锁定装置具有U形抓手。机械锁定元件(类似于U形叉)可以通过所述U形抓手来锁止。在一侧上，锁定装置的机械锁定元件能够通过U形叉来锁止，并且在相对的一侧上能够通过U形抓手来锁止。只有当移除两个锁定装置(叉和抓手)时，锁定元件才被释放，从而能够将插接连接器从插接连接器插座中拉出。
在本发明的一个优选的实施方式中，所述U形抓手具有可相对于彼此移动的支腿。优选地，可相对于彼此移动的支腿通过弹簧彼此联接。弹簧力迫使支腿形成其闭合的、即U形的形状。所述位置也称为锁定位置。克服弹簧力，可以借助布置在插接连接器中的解锁机构打开支腿、由此释放锁定元件。所述位置也被称为抓手的释放位置。
特别有利的是，插接连接器具有RFID标签。通过评估单元的RFID天线可以读取存储在RFID标签上的数据。所述评估单元通过以下方式已知，即插接连接器插入到插接连接器插座中。
特别有利的是，插接连接器具有可视的显示单元，所述显示单元输出插接状态。第一插接状态可以说明在插接连接时存在电压。由此能够在视觉上立即看出不允许断开插接连接。第二插接状态可以显示在插接连接时不再存在电压。由此，在视觉上可看出允许断开插接连接。
有利地，所述显示单元可以由LED显示装置组成，所述LED显示装置可以执行颜色改变。在此，比如能够通过红灯来表示所述第一状态“存在电压”并且通过绿灯来表示所述第二状态“无电压”。
在下文中简短地阐述在根据本发明的插接连接的一个示例性的实施方式中的插接过程和拉出过程。然而，本发明不限制于所述实施方式。
-将插接连接器插入到插接连接器插座中。在此，插座的锁定装置的两个相对置的锁定销锁入到插接连接器的锁定轮廓的相关联的锁定开口中。锁定销在插接侧通过U形抓手来锁定。
-一旦发生电力传输，销就通过U形叉借助提升磁体移动到锁定位置中而附加地在连接侧锁定。
-光学显示单元发红光以用信号表示在插接连接上存在电压并且因此不允许断开。
-在可能拉出插接连接器之前，插接连接器插座的评估单元检查插接连接是否是无电压的。当不存在无电压时，U形叉不从其锁定位置中被引出。显示单元继续发红光，并且即使当抓手处于其打开位置(释放位置)中时，也不能断开插接连接。
-当没有电压时，U形叉被从提升磁体移回到其释放位置中。光学显示单元发绿光。
-通过集成在插接连接器中的解锁机构，U形抓手被打开并且由此被置于其释放位置中。
-只有当U形叉(在连接侧)和U形抓手(在插接侧)各自处于其释放位置中时，插接连接才能断开，即插接连接器能从插接连接器插座中被拉出。
附图说明
在附图中示出并且在下文中详细阐述本发明的实施例。在附图中：
图1示出根据本发明的插接连接器插座的透视图，
图2示出根据本发明的插接连接器的透视图，
图3示出集成在插接连接器插座中的锁定装置的透视的并且部分透明的示图，
图4示出锁定装置的各个构件在其锁定位置中的俯视图，
图5示出锁定装置的各个构件在其释放位置中的俯视图，
图6示出锁定元件的透视图，
图7示出集成在插接连接器插座中的锁定装置的透视图，以及
图8示出集成在插接连接器中的锁定轮廓的透视图。
这些附图包括部分简化的示意图。部分地，对于相同的、但必要时不相同的元件使用相同的附图标记。相同元件的不同视图可以不同地缩放。
具体实施方式
图1示出根据本发明的插接连接器插座1。插接连接器插座1例如安装在电气设备的壳体上，这些电气设备至少有时需要大量电力或者包括必须定期被充电的蓄电池。为了将插接连接器插座1例如固定在设备壁上，插接连接器插座在其壳体的角区域中具有突片，所述突片具有布置在其中的开口6，这些开口例如能被用于螺钉固定。
插接连接器插座1具有锁定装置2。锁定装置2至少部分地布置在插接连接器插座1之内或其壳体之内。在插接侧，锁定装置2从插接连接器插座1突出。
插接连接器插座1和插接连接器10的插接面通过在插接侧可见的接触元件(和必要时其它功能元件)的布置来限定。插接连接器插座1或其壳体具有八角形横截面。所述插接面由接触元件和其它可见的功能元件(如锁定装置和评估单元或RFID天线)的布置在所述八角形几何结构之内形成。
插接连接器插座1在其插接面之内具有五个电力接触元件3，它们设计用于传输高电流。电力接触元件3基本上如倒U形布置在插接面中(从图1的角度看)。在插接面的下部区域中布置有信号接触元件4。由此可以传输数据和/或控制信号。
插接连接器插座1具有电子评估单元5，所述电子评估单元具有集成的RFID天线。RFID天线的至少一部分以及必要时还有评估单元5的一部分在插接侧从插接连接器插座1突出并且由此形成插接连接器插座1的插接面的一部分。
图2示出根据本发明的插接连接器10，其能够被插入到插接连接器插座1中并且因此构成插接连接。插接连接器10具有五个电力接触元件3’和一个信号接触元件4’。所述电力接触元件3’和信号接触元件4’类似于插接连接器插座1的插接面布置并且由此可电接触。
在插接面中央，插接连接器10具有锁定轮廓9，所述锁定轮廓与插接连接器插座1的锁定装置2的突出部分相对应。RFID标签布置在锁定轮廓9上方，所述RFID标签在插接的状态下与插接连接器插座1的评估单元5的RFID天线相对应。插接连接器10具有用于待连接的电缆(未示出)的电缆接头7。
在图3中示出集成在插接连接器插座1中的锁定装置2。在此涉及电动机械式的锁定，其中，单纯机械部件与电气部件或电子部件协作。锁定装置2的壳体11在图3中透明地示出，以便能够看到位于其中的部件。
锁定装置2具有锁定元件12。锁定元件12在图6中放大地示出。锁定元件12由两个通过弹簧14联接的基部13、13’构成，所述基部分别具有从其垂直伸出的锁定销15。基部13、13’在几何上设计成，使得它们能够互补地彼此啮合。锁定销15彼此相反地定向。锁定销15在端侧具有半球形的尖端。在插接的状态下，锁定销15接合到插接连接器10的锁定轮廓9的相关联的锁定开口16中。
锁定装置2具有可移动的锁定滑座17，所述锁定滑座在端部具有U形叉18。锁定滑座17通过提升磁体20可以在插接方向上-沿双箭头19来回移动。在锁定的状态下，U形叉18位于锁定元件12的基部13、13’之间并且锁止位于锁定开口16中的锁定销15，使得插接连接不可断开。U形叉18在图4中位于所述的锁定位置中。
锁定装置2具有U形抓手21。抓手21基本上由两个L形的支腿21a、21b组成，这两个支腿通过弹簧22彼此联接。通过弹簧22，所述支腿21a、21b被驱动到其U形中，U形是抓手21的基本位置。在锁定的状态下，闭合的抓手21位于锁定元件12的基部13、13’之间并且因此锁止位于锁定开口16中的锁定销15，使得插接连接不可断开。在图4中，抓手21位于其锁定位置中。
在插接过程中，插接连接器10插入到插接连接器插座1中。在此，插接连接器插座1的锁定装置2的两个相对置的锁定销15锁入到插接连接器10的锁定轮廓9的相关联的锁定开口16中。锁定销15在插接侧或在插头侧通过U形抓手21锁定。
一旦发生电力传输，则销15通过U形叉18借助于提升磁体20移动到锁定位置(图4)中而附加地在连接侧或插座侧锁定。所述光学显示单元发红光以用信号表示在插接连接处存在电压并且因此所述插接连接不允许断开。
叉的位置可以通过第一微型开关24由评估单元5记录。抓手21的打开或闭合位置可以相应地通过第二微型开关25由评估单元5记录。
在插接状态下，插接连接器插座1的评估单元5获得关于插接连接器10的RFID标签的信息。插接连接器插座1的评估单元5连续地或有规律地或者至少在潜在地拉出插接连接器10之前检查插接连接是否是无电压的。如果不存在无电压，则U形叉不会从其锁定位置(图4)中被拉出或被移出。显示单元在这种情况下发红光并且由此显示插接连接不能断开。
如果评估单元确定无电压，则U形叉18被提升磁体20移回到其释放位置中。在图5中示出释放位置。在这种情况下，光学显示单元发绿光。
通过集成在插接连接器10中的解锁机构，现在U形抓手21也可以被打开并且由此被置于其释放位置中，所述释放位置在图5中示出。所述解锁机构基本上是螺栓(未示出)，所述螺栓在箭头23的方向上挤压到抓手21的弹簧区域上，由此其支腿21a、21b分别在箭头26、26’的方向上运动并且抓手21由此被打开。螺栓(未示出)可以通过插接连接器10上的外侧按钮(未示出)移动。
只有当U形叉18(在连接侧)和U形抓手21(在插接侧)各自处于其释放位置中(图5)时，插接连接才能断开，即插接连接器10能从插接连接器插座1中被拉出。
即使在附图中本发明的不同方面或特征分别组合地示出，对于本领域技术人员来说明显的是，除非另有说明，所示出的且讨论的组合不是唯一可能的。尤其是，不同实施例的彼此相应的单元或特征复合体可彼此交换。
附图标记列表
1 插接连接器插座
2 锁定装置
3 电力接触元件
4 信号接触元件
5 电子评估单元
6 开口
7 电缆接头
8 RFID标签
9 锁定轮廓
10 插接连接器
11 壳体
12 锁定元件
13 基部
14 弹簧
15 锁定销
16 锁定开口
17 锁定滑座
18 叉
19 双箭头
20 提升磁体
21 抓手
21a、21b 支腿
22 弹簧
23 箭头
24 第一微型开关
25 第二微型开关
26 箭头。

Claims (22)

1.一种插接连接器插座(1)，其具有锁定装置(2)，所述锁定装置将插接连接器(10)在插接状态下锁定在插接连接器插座(1)上，其特征在于，所述锁定装置(2)至少部分地布置在所述插接连接器插座(1)之内并且在插接侧至少部分地从所述插接连接器插座(1)突出。
2.根据权利要求1所述的插接连接器插座(1)，其特征在于，所述插接连接器插座(1)构成插接面，并且所述锁定装置(2)的从所述插接连接器插座(1)突出的部分是所述插接面的组成部分。
3.根据前述权利要求中任一项所述的插接连接器插座(1)，其特征在于，所述锁定装置(2)是电动机械式的锁定装置。
4.根据前述权利要求中任一项所述的插接连接器插座(1)，其特征在于，所述锁定装置(2)具有锁定元件(12)，所述锁定元件具有至少一个弹簧支承的锁定销(15)，所述锁定销接合到所述插接连接器(10)的相关联的锁定开口(16)中。
5.根据前一项权利要求所述的插接连接器插座(1)，其特征在于，所述锁定元件(12)具有两个彼此相反地定向的锁定销(15)。
6.根据前一项权利要求所述的插接连接器插座(1)，其特征在于，所述锁定销(15)分别成型在基部(13、13’)上，其中，所述基部(13、13’)彼此互补地设计并且通过弹簧(14)彼此联接。
7.根据前述权利要求4至6中任一项所述的插接连接器插座(1)，其特征在于，所述锁定装置(2)具有可运动的锁定滑座(17)，所述锁定滑座在端部具有U形叉(18)，所述U形叉锁止并且释放所述锁定元件(12)。
8.根据前一项权利要求所述的插接连接器插座(1)，其特征在于，所述锁定装置(2)具有提升磁体(20)，所述提升磁体使所述锁定滑座(17)运动。
9.根据前述权利要求7至8中任一项所述的插接连接器插座(1)，其特征在于，所述锁定装置(2)具有第一微型开关(24)，所述第一微型开关检测所述锁定滑座(17)的位置。
10.根据前述权利要求4至9中任一项所述的插接连接器插座(1)，其特征在于，所述锁定装置(2)具有U形抓手(21)，所述U形抓手锁止并且释放所述锁定元件(12)。
11.根据前一项权利要求所述的插接连接器插座(1)，其特征在于，所述U形抓手(21)具有可相对于彼此移动的支腿(21a、21b)。
12.根据前一项权利要求所述的插接连接器插座(1)，其特征在于，可相对于彼此移动的所述支腿(21a、21b)通过弹簧(22)彼此联接。
13.根据前述权利要求10至12中任一项所述的插接连接器插座(1)，其特征在于，所述锁定装置(2)具有第二微型开关(25)，所述第二微型开关检测所述U形抓手(21)是否处于锁定位置或释放位置中。
14.根据前述权利要求中任一项所述的插接连接器插座(1)，其特征在于，所述插接连接器插座(1)具有带有RFID天线的电子评估单元(5)。
15.一种用于传输高电流和信号的插接连接器(10)，其中，所述插接连接器(10)具有锁定轮廓(9)，插接连接器插座(1)的锁定装置(2)能够接合到所述锁定轮廓中，其特征在于，所述锁定轮廓(9)在插接侧布置在插接连接器(10)上。
16.根据前一项权利要求所述的插接连接器(10)，其特征在于，所述插接连接器(10)构成插接面并且所述锁定轮廓(9)是所述插接面的一部分。
17.根据前两项权利要求中的任一项所述的插接连接器(10)，其特征在于，所述插接连接器(10)具有RFID标签(8)。
18.根据前两项权利要求中的任一项所述的插接连接器(10)，其特征在于，所述插接连接器(10)具有可视的显示单元，所述显示单元指示插接状态。
19.根据前一项权利要求所述的插接连接器(10)，其特征在于，所述可视显示单元是LED发光单元。
20.一种系统，其由根据前述权利要求1至14中任一项所述的插接连接器插座(1)和根据前述权利要求15至19中任一项所述的插接连接器(10)组成。
21.根据前一项权利要求所述的并且根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述插接连接器(10)具有解锁机构，所述锁定装置(2)的U形抓手(21)利用所述解锁机构被打开并且由此释放机械的锁定元件(12)。
22.一种用于断开插接连接器插座(1)与插接连接器(10)之间的插接连接的方法，其中，在插接状态下，插座(1)的锁定装置(2)的至少一个锁定销(15)锁入到插接连接器(10)的锁定轮廓(9)的相关联的锁定开口(16)中，其中，所述至少一个锁定销(15)在插接侧通过U形抓手(21)来锁定，并且其中，一旦发生电力传输，则所述至少一个锁定销(15)附加地在连接侧通过U形叉(18)来锁定，
其中，所述插接连接器插座(1)的评估单元(5)在可能拉出所述插接连接器(10)之前首先检查插接连接是否无电压，
并且仅当无电压时，所述U形叉(18)才被置于其释放位置中，
其中，所述U形抓手(21)通过集成在所述插接连接器(10)中的解锁机构同样被置于其释放位置中，
并且其中，随后通过将所述插接连接器(10)从所述插接连接器插座(1)拉出断开插接连接。
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