-
Die Erfindung betrifft ein Verriegelungssystem für eine an einem Kraftfahrzeug, einer Ladestation oder einer Wand angeordnete Steckkuppeleinrichtung, die mit einem Stecker kuppelbar ist, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, und eine Steckkuppeleinrichtung gemäß Anspruch 20.
-
Es ist bekannt, Elektroautos oder elektrisch angetriebene Fahrräder (auch als Pedelecs bekannt) oder ganz allgemein Geräte, die über einen wiederaufladbaren Akkumulator verfügen, über ein elektrisches Ladekabel aufzuladen. Ein derartiges Ladekabel weist zumindest einen Stecker auf, der in eine z. B. am Kraftfahrzeug angeordnete Steckkuppeleinrichtung (”Steckdose”) eingesteckt werden kann. Das andere Ende des Ladekabels kann beispielsweise direkt mit einer Ladestation elektrisch verbunden sein oder kann alternativ einen weiteren Stecker aufweisen, der in eine Steckdose einer Ladestation oder in eine in einer Wand angeordneten Steckdose eingesteckt werden kann.
-
Bei einem Aufladevorgang besteht die Gefahr einer nicht autorisierten Stromentnahme. Dies wäre dadurch möglich, dass das Ladekabel aus dem aufzuladenden elektrischen Gerät entfernt und in ein anderes Elektrogerät gesteckt wird, so dass das andere Elektrogerät mit ”fremden” Strom geladen wird. Andererseits könnte ein Stromkabelstecker aus einer Ladestation entfernt und unautorisiert in eine andere, ”fremde” Ladestation gesteckt werden.
-
Damit solch ein ”Stromklau” verhindert wird, können die Steckkuppeleinrichtungen über ein Verriegelungssystem verfügen, mittels dem der Stecker mit der Steckkuppeleinrichtung verriegelbar ist. Durch ein entsprechendes Verriegelungssystem wird verhindert, dass ein Stecker unautorisiert aus einer Steckkuppeleinrichtung herausgezogen wird. Ein nicht autorisiertes Koppeln eines Steckers mit einer Steckdose wird gemäß dem Stand der Technik durch eine mittels einer Klappe verschließbaren Steckdose gelöst.
-
Bei Verriegelungssystemen gemäß dem Stand der Technik weist das Steckergehäuse eine Einbuchtung bzw. eine Aussparung auf, in die ein Verriegelungsbolzen des Verriegelungssystems eingreifen kann. Folglich sind für entsprechende Verriegelungssysteme speziell ausgestaltete Stecker notwendig. Gerade im Bereich von Kleinkraftfahrzeugen oder im Bereich von elektrisch angetriebenen Fahrrädern verfügen die in diesen Fahrzeugen verwendeten Akkumulatoren häufig lediglich über eine relativ geringe Ladekapazität, so dass eine Aufladung der Akkumulatoren über ein herkömmliches Stromkabel mit einem Schutzkontaktstecker erfolgen kann, ohne dass die Ladezeiten dabei zu lang werden. Über einen Schutzkontaktstecker wird üblicherweise Strom mit einer Spannung zwischen 220 V bis 240 V bei einer Frequenz zwischen 50 Hz und 60 Hz zur Verfügung gestellt.
-
Die Gehäuse entsprechender Schutzkontaktstecker weisen Vorsprünge in Form von Führungsstegen auf, mittels denen die Schutzkontaktstecker in Steckdosen geführt werden. Diese Schutzkontaktstecker sind mit einer Steckdose, in denen ein Verriegelungssystemen aus dem Stand der Technik verwendet wird, nicht kuppelbar bzw. nicht verriegelbar.
-
Die
WO 2010/115927 A1 offenbart eine Ladekabelverriegelungsvorrichtung und ein Verfahren zum Verriegeln eines Kabels. Eine Verriegelungseinrichtung besteht aus einem Bolzen und einem elektrischen Antrieb, mittels dem der Bolzen in einen Aufnahmeraume einer Aufnahme hinein und heraus bewegt werden kann. In dem Aufnahmeraum ist ein Stecker einführbar, der eine umlaufende Nut aufweist. In einem Verriegelungszustand der Verriegelungseinrichtung greift der Bolzen in die Nut des Steckers ein und verriegelt diesen.
-
Die
DE 10 2008 048 310 A1 offenbar ein Ladesystem für ein Fahrzeug. Eine Verbinderverriegelungseinrichtung besteht aus einem Verbinderverriegelungsmotor und einer Zahnstangeneinrichtung. Die Zahnstangeneinrichtung ist mittels des Verbinderverriegelungsmotors bewegbar. In einem Verriegelungszustand ist ein Kabelverbinder durch die Verbinderverriegelungseinrichtung gehalten.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verriegelungssystem der eingangs genannten Art zu schaffen, das möglichst einfach zu bedienen ist, und bei dem auf eine einfache und zuverlässige Weise zum einen das nicht autorisierte Entfernen eines einen Vorsprung aufweisenden Steckers aus einer Steckkuppeleinrichtung und zum anderen ein nicht autorisiertes Koppeln eines einen Vorsprung aufweisenden Steckers mit einer Steckkuppeleinrichtung zuverlässig verhindert wird.
-
Die Aufgabe wird durch ein Verriegelungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch eine Steckkuppeleinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 20 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.
-
Bei dem erfindungsgemäßen Verriegelungssystem ist zur Verriegelung des mit der Steckkuppeleinrichtung gekuppelten Steckers, der zwei Vorsprünge auf seinem Steckergehäuse umfasst, eine Verriegelungseinrichtung vorgesehen, die zwischen einer Entriegelungsstellung, in welcher der Stecker mit der Steckkuppeleinrichtung kuppelbar ist, und einer Verriegelungsstellung, in welcher der mit der Steckkuppeleinrichtung gekuppelte Stecker verriegelt ist, bewegbar ist. Dabei hintergreift in der Verriegelungsstellung die Verriegelungseinrichtung die zwei Vorsprünge des Steckers, so dass der mit der Steckkuppeleinrichtung gekuppelte Stecker nicht aus der Steckkuppeleinrichtung entfernbar ist.
-
Gemäß der Erfindung können somit Stecker, die zwei Vorsprünge aufweisen (beispielsweise Schutzkontaktstecker mit Führungsstegen), durch das Verriegelungssystem durch Hintergreifen verriegelt werden. Daher sind die Stecker gegen ungewolltes bzw. unautorisiertes Entfernen aus der mit dem Verriegelungssystem ausgestatteten Steckdose gesichert. Weiterhin kann mittels des erfindungsgemäßen Verriegelungssystems ein ungewolltes bzw. unautorisiertes Koppeln eines Steckers mit der Steckdose verhindert werden.
-
Dabei kann das Verriegelungssystem sehr einfach und platzsparend aufgebaut sein, da für dieses nur wenige zusätzliche Teile erforderlich sind. Eine mit dem erfindungsgemäßen Verriegelungssystem ausgestattete Steckkuppeleinrichtung baut daher auch sehr kompakt, so dass beispielsweise bereits existierende Vertiefungen bzw. Aussparungen in Wänden weiterhin benutzt werden können, um eine Steckkuppeleinrichtung mit dem erfindungsgemäßen Verriegelungssystem in diesen unterzubringen. Entsprechend kompaktbauende Steckkuppeleinrichtungen können an kleinen Fahrzeugen, sowie beispielsweise Elektrofahrrädern eingebaut werden. Das Verriegelungssystem kann kostengünstig hergestellt und mit einer sehr einfachen Steuerungslogik betätigt werden.
-
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform nehmen in der Entriegelungsstellung der Verriegelungseinrichtung, in die diese durch einen Antriebsmotor und eine ein Getriebe umfassende Antriebseinrichtung gebracht wird, ein Mitnehmerelement des Getriebes und ein Koppelelement des Getriebes eine Stellung ein, in der eine Bewegung der Verriegelungseinrichtung in Richtung der Verriegelungsstellung durch eine Kraftausübeeinrichtung, die beispielsweise in Form eines Federelements realisiert sein kann, verhindert wird. Durch eine entsprechende Ausgestaltung ist gewährleistet, dass ein Stecker zuverlässig mit der Steckkuppeleinrichtung kuppelbar ist.
-
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Kraftausübeeinrichtung ein Federelement, das eine Kraft auf die Verriegelungseinrichtung ausübt. Die Antriebseinrichtung bewegt dabei die Verriegelungseinrichtung von der Verriegelungsstellung in die Entriegelungsstellung gegen die von dem Federelement ausgeübte Kraft. Die Verriegelungseinrichtung ist dann mittels des Federelements von der Entriegelungsstellung in die Verriegelungsstellung bewegbar. Folglich wird durch die Antriebseinrichtung eine Energie in das Federelement eingebracht, und mittels der in das Federelement eingebrachten Energie kann die Verriegelungseinrichtung wieder in Verriegelungsstellung gebracht werden. Daher ist der Aufbau des Verriegelungssystems vereinfacht und auf Grund der einfachen mechanischen Ausgestaltung wenig fehleranfällig.
-
Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Verriegelungssystem ferner eine Verschlussklappe, die zwischen einer Schließstellung, in der die Verschlussklappe die Steckkuppeleinrichtung verschließt, und einer Offenstellung, in der ein Stecker mit der Steckkuppeleinrichtung kuppelbar ist, bewegbar ist. Das Verrieglungssystem umfasst ferner eine Schwinge, mittels der das Koppelelement mit der Verschlussklappe gekoppelt ist. Mittels der Verschlussklappe ist die Steckkuppeleinrichtung gegenüber äußeren Einflüssen, so wie beispielsweise Witterungseinflüssen geschützt. Ferner wirkt auch die Verschlussklappe einem unautorisierten Entfernen bzw. Einstecken eines Steckers in die Steckkuppeleinrichtung entgegen.
-
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Koppelstange, die Schwinge und die Verschlussklappe so ausgestaltet, dass sich in Schließstellung der Verschlussklappe die Verriegelungseinrichtung in der Verriegelungsstellung befindet, und sich in Offenstellung der Verschlussklappe die Verriegelungseinrichtung in der Entriegelungsstellung befindet. Bei einer Überführung der Verriegelungseinrichtung von der Entriegelungsstellung in die Verriegelungsstellung bewegt sich die Verschlussklappe um einen vorbestimmten Weg und/oder einen vorbestimmten Winkel in Richtung der Schließstellung. Dadurch wird der mit der Steckkuppeleinrichtung gekuppelte Stecker zusätzlich zu der Sicherung durch die Verriegelungseinrichtung durch die Verschlussklappe vor nicht autorisierten Herausziehen gesichert, da sich die Verschlussklappe mit einer vorbestimmten Kraft auf das Steckergehäuse herab senkt.
-
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform nehmen die Verschlussklappenkulisse und die Schwinge bei der um den vorbestimmten Weg und/oder den vorbestimmten Winkel in Richtung Schließstellung bewegter Verschlussklappe eine Stellung ein, in der bei Bewegung der Verschlussklappe in Richtung von deren Offenstellung die Schwinge nicht durch die Verschlussklappenkulisse angetrieben wird, so dass die Schwinge in ihrer Stellung und die über das Koppelelement mit der Schwinge gekoppelte Verriegelungseinrichtung in der Verriegelungsstellung verbleiben. Durch manuelles Öffnen der Verschlussklappe bleibt daher ein mit der Steckkuppeleinrichtung gekuppelter Stecker durch die Verriegelungseinrichtung verriegelt, so dass der Stecker trotz Öffnen der Verschlussklappe nicht entfernt werden kann. Somit wird zuverlässig ein ”Stromklau” verhindert.
-
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform nehmen in der Schließstellung der Verschlussklappe die Verschlussklappenkulisse und die Schwinge eine Stellung ein, in der die Verschlussklappe und die Schwinge bei manueller Krafteinleitung über die Verschlussklappe drehblockiert sind, so dass ein Überführen der Verschlussklappe in die Offenstellung verhindert wird. Dadurch wird ein manuelles Öffnen der Verschlussklappe verhindert, so dass ein ”Stromklau” zuverlässig unterbunden werden kann.
-
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
-
1: eine räumliche Darstellung des erfindungsgemäßen Verriegelungssystems in einem entriegelten Zustand mit einem eingesteckten Stecker;
-
2: das in 1 gezeigte Verriegelungssystem in einem verriegelten Zustand, in dem ein Stecker mit einer Steckkuppeleinrichtung verriegelt ist;
-
3: eine räumliche Darstellung einer Steckkuppeleinrichtung mit einem erfindungsgemäßen Verriegelungssystem in Entriegelungsstellung;
-
4: die in 3 gezeigte Steckkuppeleinrichtung im verriegelten Zustand;
-
5: eine Querschnittsdarstellung der in 3 dargestellten Steckkuppeleinrichtung ohne Stecker;
-
6: eine Querschnittsdarstellung der in 4 dargestellten Steckkuppeleinrichtung ohne Stecker;
-
7: die in den 5 und 6 dargestellte Steckkuppeleinrichtung mit sich in Schließstellung befindlicher Verschlussklappe;
-
8: eine räumliche Darstellung der Vorderseite der Verriegelungseinrichtung; und
-
9: eine räumliche Darstellung der Rückseite der Verriegelungseinrichtung.
-
Das erfindungsgemäße Verriegelungssystem dient dazu, dass ein Stecker, der zwei Vorsprünge aufweist, nicht unautorisiert aus einer Steckkuppeleinrichtung herausgezogen werden kann, und dass der Stecker nicht unautorisiert in die Steckkuppeleinrichtung gesteckt werden kann. Die Funktionsweise einer herkömmlichen Steckkuppeleinrichtung bzw. Steckdose wird als bekannt vorausgesetzt, so dass von einer detaillierten Beschreibung einer elektrischen Kupplung eines Steckers mit einer üblichen Steckkuppeleinrichtung abgesehen wird.
-
1 zeigt eine räumliche Darstellung eines erfindungsgemäßen Verriegelungssystems für eine Steckkuppeleinrichtung 100, wobei die Steckkuppeleinrichtung 100 in 1 nicht dargestellt ist. 3 zeigt eine räumliche Darstellung einer Steckkuppeleinrichtung 100, die ein Gehäuse 80 umfasst, in dem das erfindungsgemäße Verriegelungssystem integriert ist. 5 zeigt eine seitliche Schnittdarstellung der in 3 dargestellten Steckkuppeleinrichtung 100.
-
Das Verriegelungssystem umfasst eine Verriegelungseinrichtung 20. In den 1, 3 und 5 befindet sich die Verriegelungseinrichtung 20 in einer Entriegelungsstellung, in der ein Stecker 10 mit der Steckkuppeleinrichtung 100 kuppelbar bzw. entkuppelbar ist. Ein Stecker 10 wird mit der Steckkuppeleinrichtung 100 gekuppelt, indem dieser in die Steckkuppeleinrichtung 100 eingeführt wird. Ein Entkuppeln des Steckers 10 mit der Steckkuppeleinrichtung 100 erfolgt durch ein Entfernen bzw. ein Herausziehen des Steckers 10 aus der Steckkuppeleinrichtung 100.
-
Das Verriegelungssystem umfasst ferner eine Antriebseinrichtung, die einen Antriebsmotor 30 mit einer Antriebswelle 31 und ein Getriebe 40, 41 umfasst. Der Antriebsmotor 30 ist vorzugsweise ein Elektromotor. Das Getriebe besteht aus einem mehrteiligen Antriebsgestänge 40, 41 in Form eines Mitnehmerelements 40 und eines Koppelelements 41. Das Mitnehmerelement 40 ist mit der Antriebswelle 31 des Antriebsmotors 30 drehfest verbunden. Weiterhin ist das Mitnehmerelement 40 gelenkig mit dem Koppelelement 41 verbunden. Das Koppelelement 41 ist mit einer Beaufschlagungsfläche 24 der Verriegelungseinrichtung 20 in Kontakt bringbar.
-
Der Antriebsmotor 30 und die Verriegelungseinrichtung 20 sind in gegenüberliegenden Endbereichen des Gehäuses 80 angeordnet. Aus den 3 und 5 ist ersichtlich, dass der Motor im Gehäuse 80 im Bereich der Gehäusedecke 81 angeordnet ist. Die Verriegelungseinrichtung 20 ist hingegen im Bereich des Gehäusebodens 82 des Gehäuses angeordnet. Zwischen dem Motor 30 und der Verriegelungseinrichtung 20 sind das Mitnehmerelement 40 und das Koppelelement 41 angeordnet.
-
In der Entriegelungsstellung sind das Mitnehmerelement 40 und das Koppelelement 41 annähernd auf einer Linie angeordnet, so dass das Mitnehmerelement 41 und das Koppelelement 41 einen stumpfen Winkel von annähernd 180° einschließen. Folglich drückt das Mitnehmerelement 40 das Koppelelement 41 maximal in Richtung Gehäuseboden 82 des Gehäuses 80. Das Koppelelement 41 wirkt dabei als Stößel und beaufschlagt eine Beaufschlagungsfläche 24 der Verriegelungseinrichtung 20.
-
Zwischen dem Gehäuseboden 82 und der Verriegelungseinrichtung 20 ist in einer Tasche 25 der Verriegelungseinrichtung 25 eine Kraftausübeeinrichtung 50 in Form eines Federelements 50 angeordnet. Das Federelement 50, das in den Figuren als Spiralfeder dargestellt ist, kann alternativ aber auch als eine oder mehrere Tellerfedern oder allgemein als Druckfeder realisiert sein. Mittels des Federelements 50 ist die Verriegelungseinrichtung 20 von der Entriegelungsstellung in eine Verriegelungsstellung bewegbar. In den 2, 4, 6 und 7 ist die Verriegelungseinrichtung 20 in ihrer Verriegelungsstellung dargestellt.
-
In der Entriegelungsstellung der Verriegelungseinrichtung 20 ist das Federelement 50 zusammengestaucht und übt daher auf die Verriegelungseinrichtung 20 eine Kraft in Richtung Verriegelungsstellung aus. Da das Koppelelement 41 mit dem Mitnehmerelement 40 einen stumpfen Winkel von annähernd 180° einschließt, übt das Federelement 50 auch annähernd kein Drehmoment auf die Antriebswelle 31 des Antriebsmotors 30 aus. Das Haltemoment des Antriebsmotors 30 ist größer als das durch das Federelement 50 auf die Antriebswelle 31 ausgeübte Drehmoment, so dass der Antriebsmotor 30 die Verriegelungseinrichtung 20 gegen die Kraft des Federelements 50 in Entriegelungsstellung hält.
-
Es wäre auch möglich, dass das Koppelelement 41 und die Antriebswelle 40 exakt auf einer Linie lägen, also einen Winkel von 180° einschließen, so dass gar kein Drehmoment auf die Antriebswelle 30 aufgrund der durch das Federelement 50 ausgeübten Kraft ausgeübt würde.
-
In der Entriegelungstellung der Verriegelungseinrichtung 20 nehmen daher das Mitnehmerelement 40 und das Koppelelement 41 eine Stellung ein, in der eine Bewegung der Verriegelungseinrichtung 20 in Richtung der Verriegelungsstellung durch Kraftausübung über das Federelement 50 verhindert wird. Folglich nimmt in der Entriegelungsstellung das Getriebe eine selbsthemmende Stellung ein.
-
Um die Verriegelungseinrichtung 20 von der Entriegelungsstellung in die Verriegelungsstellung zu überführen, dreht der Motor 30 das Mitnehmerelement 40 so, dass dieses das Koppelelement 41 anhebt. Dafür dreht in den Figuren der Antriebsmotor 30 das Mitnehmerelement 40 im Uhrzeigersinn. Das Koppelelement 41 entfernt sich vom Gehäuseboden 82, und aufgrund dieser Freigabe drückt das Federelement 50 das Verriegelungselement 20 nach oben in Richtung Gehäusedecke 81 in die Verriegelungsstellung.
-
Aus den 8 und 9 ist ersichtlich, dass die Verriegelungseinrichtung 20 einen ersten Holm 21 und einen zweiten Holm 22 aufweist, die im Bereich der Seitenwände 85, 85' des Gehäuses 80 angeordnet sind. Der erste Holm 21 und der zweite Holm 22 sind durch einen Materialsteg 23 miteinander verbunden. Folglich ist die Verriegelungseinrichtung 20 U-förmig ausgebildet.
-
Bei dem mit der Steckkuppeleinrichtung 100 gekuppelten Stecker 10 hintergreifen in der Verriegelungsstellung der erste Holm 21 und der zweite Holm 22 der Verriegelungseinrichtung 20 die Vorsprünge 11 des Steckergehäuses. In den Figuren ist der Stecker 10 ein so genannter Schutzkontaktstecker 10 und die Vorsprünge 11 sind Führungsstege oder -zapfen 11 des Steckers 10, die üblicherweise dazu verwendet werden, dass ein Schutzkontaktstecker 10 orientierungsrichtig in eine Steckdose einführbar ist.
-
Um die Verriegelungseinrichtung 20 von der Verriegelungsstellung in die Entriegelungsstellung zu überführen, muss der Antriebsmotor 30 das Koppelelement 41 in Richtung Gehäuseboden 82 drücken. Dafür dreht der Antriebsmotor 30 das Mitnehmerelement 40 entgegen dem Uhrzeigersinn. Dabei drückt der Antriebsmotor 30 das Koppelelement 41 gegen die von dem Federelement 50 ausgeübte Kraft in Richtung Entriegelungsstellung. Dadurch wird das Federelement 50 erneut gestaucht, so dass in dem Federelement 50 eine Energie gespeichert wird, die wieder dazu verwendet werden kann, die Verriegelungseinrichtung 20 bei Freigabe durch das Koppelelement 41 in Verriegelungsstellung zu bringen.
-
Die Bewegungsrichtung der Verriegelungseinrichtung 20 ist bei dem dargestellten Verriegelungssystem senkrecht zu der Einführrichtung des Steckers 10 in die Steckkuppeleinrichtung 100 orientiert. Weiterhin ist die Beaufschlagungsfläche 24 der Verriegelungseinrichtung 20 senkrecht zur Bewegungsrichtung der Verriegelungseinrichtung 20 orientiert.
-
Das erfindungsgemäße Verriegelungssystem kann ferner eine Verschlussklappe 60 umfassen. Die Verschlussklappe 60 ist zwischen einer Schließstellung und einer Offenstellung bewegbar. Die Schließstellung ist in 7 dargestellt, wohingegen die Offenstellung der Verschlussklappe 60 in den 1, 3 und 5 dargestellt ist.
-
Die Verschlussklappe 60 umfasst einen Verschlussklappendeckel 63 und zwei Verschlussklappenschenkel 64, 64'. Die Verschlussklappenschenkel 64, 64' sind im Bereich der Seitenwände 85, 85' des Gehäuses 80 angeordnet. In Schließstellung der Verschlussklappe 50 bilden der Verschlussklappendeckel 63 und die Gehäusefrontseite 83 des Gehäuses 80 eine durchgehende Fläche (7). In jedem der Verschlussklappenschenkel 64, 64' ist jeweils eine Verschlussklappenkulisse 61 in Form eines Langlochs 61 ausgebildet.
-
Das in den Figuren dargestellte Verriegelungssystem umfasst ferner eine Schwinge 70, mittels der das Koppelelement 41 mit der Verschlussklappe 60 gekoppelt ist. Die Schwinge 70 ist mittels nicht dargestellter Stifte des Gehäuses 80 in dem Gehäuse 80 drehbar gelagert. Dabei fallen die Stiftachsen des Gehäuses 80 mit einer Schwenkachse 73 der Schwinge 70 zusammen, so dass die Schwinge 70 um die Schwenkachse 73 verschwenkbar ist.
-
Die Schwinge 70 umfasst einen ersten Kulissenstift 71 und einen zweiten Kulissenstift 72. Der erste Kulissenstift 71 ist in einer Koppelelementkulisse 42 des Koppelelements 41 verschiebbar geführt. Dabei ist die Koppelelementkulisse 42 in dem Bereich des Koppelelements 41 angeordnet, der den Kontaktbereich zwischen dem Koppelelement 41 und dem Mitnehmerelement 40 gegenüber steht. Der zweite Kulissenstift 72 ist in der Verschlussklappenkulisse 61 verschiebbar geführt.
-
Aus den 1 und 5 ist ersichtlich, dass in Entriegelungsstellung der Verriegelungseinrichtung 20 der erste Kulissenstift 71 mit dem oberen Anschlag der Koppelelementkulisse 42 in Kontakt steht. Weiterhin steht der zweite Kulissenstift 72 mit dem unteren Anschlag der Verschlussklappenkulisse 61 in Kontakt. Durch Anheben des Koppelelements 41, was durch den Antriebsmotor 30 und das Mitnehmerelement 40 erfolgt, bewegt sich auch die Koppelelementkulisse 42 nach oben, ohne den ersten Kulissenstift 71 mit zu ziehen. Folglich sind in einem bestimmten Bereich, der von der Länge der Koppelelementkulisse 42 abhängt, das Koppelelement 41 und die Schwinge 70 entkoppelt. Nachdem das Koppelelement 41 um einen vorbestimmten Weg, der mit der Länge der Koppelelementkulisse 42 korreliert, angehoben wurde, steht der erste Kulissenstift 71 mit dem unteren Anschlag der Koppelelementkulisse 42 in Kontakt. Durch weiteres Anheben des Koppelelements 41 wird die Schwinge 70 um die Schwenkachse 73 in Uhrzeigersinn angetrieben, so dass der zweite Kulissenstift 72 von dem unteren Anschlag der Verschlussklappenkulisse 61 in Richtung zum oberen Anschlag bzw. zur Mitte der Verschlussklappenkulisse 61 bewegt wird (6).
-
Die Verschlussklappe 60 umfasst auf jedem der Verschlussklappenschenkel 64, 64' jeweils zwei Verschlussklappenkulissenstifte 62. Diese Verschlussklappenkulissenstifte 62 sind in Gehäusekulissen 86 des Gehäuses 80 verschiebbar geführt. Aus 7 ist ersichtlich, dass die Gehäusekulissen 86 sowohl horizontale als auch vertikale Komponenten umfassen, so dass auf Grund der Führung der Verschlussklappe in der Gehäusekulisse 86 bzw. in den Gehäusekulissen 86 die Verschlussklappe 60 sowohl eine Schwenk- als auch eine Drehbewegung durchführt.
-
Aufgrund der Bewegung des zweiten Kulissenstifts 72 von dem unteren Anschlag der Verschlussklappenkulisse 61 in Richtung Mitte der Verschlussklappenkulissen 61 bewegt sich die Verschlussklappe 60 um einen vorbestimmten Weg und um einen vorbestimmten Winkel in Richtung der Schließstellung. Bei eingekuppelten Stecker 10 in der Steckkuppeleinrichtung 100 senkt sich daher der Verschlussklappendeckel 63 auf das Steckergehäuse nieder und drückt mit einer vorbestimmten Kraft auf diesen, so dass neben dem Hintergreifen der Führungsstege 11 des Steckers durch die Verschlusseinrichtung 20 auch die Verschlussklappe 60 einem Entfernen des Steckers 10 aus der Steckkuppeleinrichtung 100 entgegen wirkt.
-
In der in 6 dargestellten Stellung, in der der Verschlussklappendeckel 63 um den vorbestimmten Weg und den vorbestimmten Winkel in Richtung Schließstellung bewegt wurde, nehmen die Verschlussklappenkulisse 61 und die Schwinge 70 eine Stellung ein, in der bei Bewegung der Verschlussklappe 60 in Richtung deren Offenstellung die Schwinge 70 nicht durch die Verschlussklappenkulisse 61 angetrieben wird, da sich der zweite Kulissenstift 72 in etwa der Mitte der Verschlussklappenkulisse 61 befindet. Daher verbleibt die Schwinge 70 in ihrer Stellung und die über das Koppelelement 41 mit der Schwinge 70 gekoppelte Verriegelungseinrichtung 20 in der Verriegelungsstellung.
-
Wenn beispielsweise ein ”Stromdieb” die Verschlussklappe 60 ausgehend von der in den 2, 4 und 6 dargestellten Stellung manuell in die Offenstellung nach oben schiebt, dann bewegt sich folglich auch die Verschlussklappenkulisse 61 von der in 6 dargestellten Stellung in die in 5 dargestellte Stellung. Der zweite Kulissenstift 72 rutscht von der Mittelstellung in der Verschlussklappenkulisse 61 zu dem unteren Anschlag der Verschlussklappenkulisse 61. Folglich wird durch eine Bewegung der Verschlussklappe 60 das Koppelelement 41 nicht angetrieben, so dass die Verriegelungseinrichtung 20 durch das Koppelelement 41 nicht nach unten in Richtung Entriegelungsstellung gedrückt wird. Somit ist gewährleistet, dass durch ein manuelles Betätigen der Verschlussklappe 60 die Verriegelungseinrichtung 20 in Verriegelungsstellung verbleibt, so dass der Stecker 10 aus der Steckkuppeleinrichtung 100 nicht entfernt werden kann.
-
7 zeigt eine seitliche Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Steckkuppeleinrichtung 100, wobei sich die Verschlussklappe 60 in Schließstellung befindet. In Schließstellung der Verschlussklappe 60 befindet sich die Verriegelungseinrichtung 20 in der Verriegelungsstellung. Somit wirkt zum einen die geschlossene Verschlussklappe 60 als auch die sich in Verriegelungsstellung befindliche Verriegelungseinrichtung 20 einem Einstecken eines Steckers 10 in die Steckkuppeleinrichtung 100 entgegen. Folglich kann ein Stecker 10 auch nicht eingekuppelt werden, wenn die erfindungsgemäße Steckkuppeleinrichtung 100 keine Verschlussklappe 60 umfassen würde.
-
In Schließstellung der Verschlussklappe 60 nehmen die Verschlussklappenkulisse 61 und die Schwinge 70 eine Stellung ein, in der sie bei manueller Krafteinleitung über die Verschlussklappe 60 in Richtung Offenstellung der Verschlussklappe 60 drehblockiert sind, so dass ein manuelles Überführen der Verschlussklappe 60 in die Offenstellung verhindert wird. Der zweite Kulissenstift 72 befindet sich in Schließstellung der Verschlussklappe 60 am unteren Anschlag der Verschlussklappenkulisse 61. Durch manuelle Krafteinleitung in die Verschlussklappe 60 in Richtung Offenstellung wird eine Kraft über die Verschlussklappenschenkel 64, 64' auf die Schwinge 70 über die zweiten Kulissenstifte 72 eingeleitet, die in Richtung Gehäuseboden 82 gerichtet ist. In dieser Stellung kann die manuell eingeleitete Kraft kein Drehmoment auf die Schwinge 70 ausüben, denn der Kraftvektor geht von dem Kontaktpunkt des zweiten Kulissenstifts 72 mit der Verschlussklappenkulisse 61 durch die Schwenkachse 73 der Schwinge 70, so dass durch manuelle Krafteinleitung ein Verschwenken der Schwinge 70 nicht möglich ist.
-
Bei Antrieb des Koppelelements 41 über das Mitnehmerelement 40 und den Antriebsmotor 30 wird hingegen das Koppelelement 41 in Richtung Gehäuseboden 82 gedrückt, wobei der erste Kulissenstift 71 der Schwinge 70 zu Beginn der Bewegung des Koppelelements 41 in der Koppelelementkulisse 42 vom unteren Anschlag zum oberen Anschlag relativ bewegt wird, so dass erst nach einer vorgegebenen Winkelbewegung des Antriebsmotors 30 die Koppelstange 41 die Schwinge 70 entgegen dem Uhrzeigersinn antreibt. Dabei übt das Koppelelement 41 ein Drehmoment auf die Schwinge 70 aus. Folglich kann durch motorisches Antreiben des Getriebes die Schwinge 70 entgegen dem Uhrzeigersinn bewegt werden, so dass sich die Verschlussklappe 60 in Richtung Offenstellung bewegt wird. Zum Ende der Bewegung des Koppelelements 41 beaufschlagt die untere Stirnfläche des Koppelelements 41 die Beaufschlagungsfläche 24 der Verriegelungseinrichtung 20 und drückt die Verriegelungseinrichtung 20 von der Verriegelungsstellung in Richtung Entriegelungsstellung, so dass die Steckkuppeleinrichtung 100 wieder mit einem Stecker 100 kuppelbar ist.
-
Mittels des erfindungsgemäßen Verriegelungssystems und mittels der erfindungsgemäßen Steckkuppeleinrichtung 100 wird zuverlässig verhindert, dass ein mit der Steckkuppeleinrichtung 100 gekuppelter Stecker 10 unautorisiert aus der Steckkuppeleinrichtung 100 entfernt bzw. herausgezogen wird. Auch wird zuverlässig verhindert, dass in eine sich in Verriegelungsstellung befindliche Steckkuppeleinrichtung 100 ein Stecker 10 unautorisiert eingeführt bzw. eingekuppelt wird, da die Verriegelungseinrichtung 20 ein Einführen des Steckers 10 in die Steckkuppeleinrichtung 100 verhindert. Folglich ist die Funktionalität der erfindungsgemäßen Steckkuppeleinrichtung 100 und des erfindungsgemäßen Verriegelungssystems nicht von der Verschlussklappe abhängig. Mittels der Verschlussklappe 60 kann jedoch, wie bereits oben beschrieben, dem Herausziehen eines mit der Steckkuppeleinrichtung 100 gekuppelten Steckers 10 zusätzlich entgegengewirkt werden, da sich in Verriegelungsstellung der Verriegelungseinrichtung 20 die Verschlussklappe 60 bzw. der Verschlussklappendeckel 63 mit einer vorbestimmten Kraft auf das Steckergehäuse herab senkt und somit einem Herausziehen des Steckers 10 aus der Steckkuppeleinrichtung 100 auch entgegen wirkt. Darüber hinaus verhindert in Schließstellung der Verschlussklappe 60 der bündig mit der Gehäusefrontseite 83 abschließende Verschlussklappendeckel 63 ein Einführen bzw. ein Kuppeln des Steckers 10 in die Steckkuppeleinrichtung 100. Die Verschlusskappe 60 schützt auch die Steckkuppeleinrichtung 100 beispielsweise vor Witterungseinflüssen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Stecker
- 11
- Vorsprung (des Steckers), Führungszapfen
- 20
- Verriegelungseinrichtung, Schieber
- 21
- erster Holm (der Verriegelungseinrichtung)
- 22
- zweiter Holm (der Verriegelungseinrichtung)
- 23
- Materialsteg (der Verriegelungseinrichtung)
- 24
- Beaufschlagungsfläche (der Verriegelungseinrichtung)
- 25
- Tasche (der Verriegelungseinrichtung)
- 30
- Antriebsmotor, Antriebseinrichtung
- 31
- Antriebswelle (des Antriebsmotors)
- 40
- Mitnehmerelement, Getriebe
- 41
- Koppelelement, Getriebe
- 42
- Koppelelementkulisse
- 50
- Kraftausübeeinrichtung, Federelement
- 60
- Verschlussklappe
- 61
- Verschlussklappenkulisse
- 62
- Verschlussklappenkulissenstift
- 63
- Verschlussklappendeckel
- 64, 64'
- Verschlussklappenschenkel
- 70
- Schwinge
- 71
- erster Kulissenstift (der Schwinge)
- 72
- zweiter Kulissenstift (der Schwinge)
- 73
- Schwenkachse (der Schwinge)
- 80
- Gehäuse
- 81
- Gehäusedecke
- 82
- Gehäuseboden
- 83
- Gehäusefrontseite
- 84
- Gehäuserückseite
- 85, 85'
- Seitenwand (des Gehäuses)
- 86
- Gehäusekulisse
- 100
- Steckkuppeleinrichtung
