DE102011102009B4 - Steckerkonstruktion mit variabler Erdung und Fahrzeugladekabel für Kontinentaleuropa - Google Patents

Steckerkonstruktion mit variabler Erdung und Fahrzeugladekabel für Kontinentaleuropa Download PDF

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Abstract

Elektrischer Stecker (14), umfassend: einen Steckerkörper (40); einen Kranz (42), der zur selektiven Verstellung zwischen einer ersten und einer zweiten Position entlang des Steckerkörpers (40) ausgestaltet ist, um einen Stirnabschnitt (44) des elektrischen Steckers (14) selektiv freizulegen, wobei eine Oberseite (46) des Kranzes (42) mit einer oberen Seite (58) des Stirnabschnitts (44) bündig ist, wenn sich der Kranz (42) in der ersten Position befindet, und von der oberen Seite (58) des Stirnabschnitts (44) weg positioniert ist, wenn sich der Kranz (42) in der zweiten Position befindet; einen ersten elektrischen Kontaktstift (48A) und einen zweiten elektrischen Kontaktstift (48B), die sich vom Stirnabschnitt (44) weg erstrecken, wobei der erste und zweite elektrische Kontaktstift (48A, 48B) ausgestaltet sind, um eine Stromübertragung zu ermöglichen; und mehrere Erdungsmechanismen (50, 52, 54, 66, 70, 72), die jeweils mit einem Steckdosenstil (E-, F-, L-, J-, K-Typ) kompatibel sind, wobei jeder der mehreren Erdungsmechanismen (50, 52, 54, 66, 70, 72) ausgestaltet ist, um eine Verbindung mit Masse bereitzustellen.

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stehen in Beziehung zu Ladesystemen und insbesondere zu einem Ladesystem, das einen elektrischen Stecker mit variabler Erdung sowie ein Fahrzeugladekabel aufweist, das einen derartigen Stecker enthält.
  • HINTERGRUND
  • Kontinentaleuropa nutzt eine standardisierte Konstruktion für stromführende Stecker mit zwei Kontaktstiften gemeinsam, jedoch gibt es fünf verschiedene Mechanismen, die zur Erdung dieser Stecker bei elektrischen Hochleistungseinrichtungen verwendet werden. Da die meisten elektrischen Hochleistungseinrichtungen, wie etwa Kühlschränke und Backöfen oft stationär sind, gab es keinen Bedarf für einen Stecker, der die Erdungskonstruktion für mehr als zwei dieser Steckdosentypen erfüllt. Bei den meisten kleinen Anwendungen, die keine Erdung benötigen, wird ein einfacher Eurostecker verwendet. Dieser Stecker ist im gesamten Kontinentaleuropa standardisiert. Bei geerdeten Adaptern wird gegenwärtig am häufigsten eine Schnittstelle verwendet, die eine weibliche Seite, welche den Steckertyp der Anwendung aufnimmt, und eine männliche Seite aufweist, welche die korrekte Konstruktion zur Einführung in die gewünschte Steckdose aufweist. Bei einfachen Eurosteckerkonstruktionen wird ein anderes Verfahren verwendet, bei dem der Stecker von einem Gehäuse umschlossen wird. Im Inneren dieses Gehäuses sind Verbinder, welche die zwei stromführenden Leitungen des Eurosteckers kontaktieren. Diese Leitungen sind mit Kontaktstiften an der Außenseite des Gehäuses verbunden, welche vom gewünschten Steckertyp sind, wodurch der Stecker an die gewünschte Steckdose angepasst wird. Diese Adaptionsverfahren sind für eine gelegentliche vorbestimmte Reise geeignet, sodass man sicher sein kann, über den korrekten Steckertyp zu verfügen. Steckdosenhybrid-Elektrofahrzeuge (PHEVs) und Elektrofahrzeuge (EVs) werden jedoch diesen Standard für gelegentliches Reisen und zukünftige andere Elektronik verändern, die eine Erdung benötigt.
  • Mit dem Eintritt von PHEVs und EVs in den kommerziellen Kraftfahrzeugmarkt wurden die ersten elektrischen Hochleistungseinrichtungen geschaffen, die eine Erdung benötigen, während sie mit dem Netz verbunden sind. Diese Fahrzeuge verfügen über die Fähigkeit, die Grenzen von Steckerstandards mit hoher Frequenz und großer Leichtigkeit zu überqueren. Die hochvolumige Vorausschätzung der PHEV- und EV-Marktdurchdringung führt zu einer neuen Anforderung bei der AC-Steckerkonstruktion. Um die Anzahl von Teilen und Produkten zu minimieren, die angeboten werden müssen, um ein Fahrzeug oder aktuelle oder später entwickelte tragbare geerdete Elektronik zu begleiten, ist eine neue Konstruktion notwendig.
  • Die US 4 081 206 A offenbart einen Schutzkontaktstecker mit zwei herkömmlichen Kontaktstiften und einem ein/ausfahrbaren Massekontakt. Wenn der Massekontakt eingefahren ist, kann der Schutzkontaktstecker mit Hilfe eines am Schutzkontaktsteckers angebrachten Erdungsdrahtes geerdet werden.
  • In der DE 20 2009 002 275 U1 ist ein Stromstecker für verschiedene Steckerstile offenbart, der einen verstellbaren Kranz und mehrere austauschbare Steckerelemente zur Anpassung an die verschiedenen Steckerstile aufweist.
  • Die DE 298 16 948 U1 offenbart einen Schutzkontakt-Mehrfachstecker mit quaderförmigem Gehäuse und verschiedenen Steckerstilen an Seitenwänden des Gehäuses. Mithilfe eines drehbaren Kranzes kann einer der Steckerstile gewählt werden.
  • In der US 2005/0 153 588 A1 ist ein elektrischer Stecker mit zwei Paaren von Kontaktstiften für unterschiedliche Steckerstile offenbart. Mithilfe eines verschiebbaren Elements am Steckergehäuse wird ein Kontaktstiftpaar ausgefahren und das andere eingezogen und umgekehrt.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Ladesystem mit einem elektrischen Stecker oder Adapter bereitzustellen, der eine variable Erdung aufweist, welcher die Anforderungen aller kontinentaleuropäischen Steckerkonstruktionstandards in einer einzigen Steckerkonstruktion erfüllt.
  • Diese Aufgabe wird durch den elektrischen Stecker nach Anspruch 1 sowie das Ladekabel nach Anspruch 16 gelöst.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein elektrischer Stecker bereitgestellt. Der elektrischer Stecker enthält einen Steckerkörper; einen Kranz, der zur selektiven Verstellung zwischen einer ersten und zweiten Position entlang des Steckerkörpers ausgestaltet ist, um einen Stirnabschnitt des elektrischen Steckers selektiv freizulegen; einen ersten elektrischen Kontaktstift und einen zweiten elektrischen Kontaktstift, die sich vom Stirnabschnitt wegerstrecken, wobei der erste und zweite elektrische Kontaktstift ausgestaltet sind, um eine Stromübertragung zu ermöglichen; und mehrere Erdungsmechanismen, die jeweils mit mehreren Steckdosen kompatibel sind, wobei jeder der mehreren Erdungsmechanismen zum Bereitstellen einer Verbindung mit Masse ausgestaltet ist.
  • Bei einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein elektrischer Fahrzeugstecker zum Aufladen eines Fahrzeugs bereitgestellt. Der elektrische Fahrzeugstecker enthält einen Steckerkörper; einen Kranz, der zur selektiven Verstellung zwischen einer ersten und einer zweiten Position entlang des Steckerkörpers ausgestaltet ist, um einen Stirnabschnitt des elektrischen Fahrzeugsteckers selektiv freizulegen; einen ersten elektrischen Kontaktstift und einen zweiten elektrischen Kontaktstift, die sich vom Stirnabschnitt wegerstrecken, wobei der erste und zweite elektrische Kontaktstift ausgestaltet sind, um eine Stromübertragung an das und vom Fahrzeug zu ermöglichen; und mehrere Erdungsmechanismen, die mit jeweiligen mehreren Steckdosen kompatibel sind, wobei jeder der mehreren Erdungsmechanismen eine Verbindung mit Masse bereitstellt.
  • Bei noch einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeugladekabel zum Laden eines Fahrzeugs bereitgestellt. Das Fahrzeugladekabel enthält einen Fahrzeugstecker mit: einem Steckerkörper; einem Kranz, der zur selektiven Verstellung zwischen einer ersten und zweiten Position entlang des Steckerkörpers ausgestaltet ist, um einen Stirnabschnitt des Fahrzeugsteckers selektiv freizulegen; einen ersten elektrischen Kontaktstift und einen zweiten elektrischen Kontaktstift, die sich von der Stirnseite wegerstrecken, wobei der erste und zweite elektrische Kontaktstift ausgestaltet sind, um eine Stromübertragung an das und von dem Fahrzeug zu übertragen; mehrere Erdungsmechanismen, die mit mehreren jeweiligen Steckdosen kompatibel sind, wobei jeder der mehreren Erdungsmechanismen eine Verbindung mit Masse bereitstellt; und einen Controller, der ausgestaltet ist, um eine Verbindung mit Masse zu verifizieren und um zu ermöglichen, dass der erste und zweite elektrische Kontaktstift Strom von mindestens einer der mehreren Steckdosen empfangen und dorthin liefern.
  • Die vorstehenden Merkmale und Vorteile und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich leicht aus der folgenden genauen Beschreibung der Erfindung, wenn sie in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen gelesen wird.
  • KURBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Andere Ziele, Merkmale, Vorteile und Details erscheinen nur beispielhaft in der folgenden genauen Beschreibung von Ausführungsformen, wobei sich die genaue Beschreibung auf die Zeichnungen bezieht, in denen:
  • 1 eine Skizze eines Fahrzeugsladesystems gemäß einer Ausführungsform darstellt;
  • 2 eine Skizze eines Fahrzeugsteckers des Fahrzeugladesystems gemäß einer Ausführungsform darstellt, der so positioniert ist, dass er zu einer Steckdose vom Typ CE 7/7 passt;
  • 3 eine Skizze des Fahrzeugsteckers des Fahrzeugladesystems gemäß einer Ausführungsform darstellt, der so positioniert ist, dass er zu einer Steckdose vom Typ L passt;
  • 4 eine Skizze des Fahrzeugsteckers des Fahrzeugladesystems gemäß einer Ausführungsform darstellt, der so positioniert ist, dass er zu einer Steckdose vom Typ J passt; und
  • 5 eine Skizze des Fahrzeugsteckers des Fahrzeugladesystems gemäß einer Ausführungsform darstellt, der so positioniert ist, dass er zu einer Steckdose vom Typ K passt.
  • BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Verschiedene Ausführungsformen sind auf ein Ladesystem gerichtet, das einen elektrischen Stecker oder Adapter mit variabler Erdung aufweist. Der elektrische Stecker weist eine Erdungskonstruktion auf, welche die Erdungsanforderungen erfüllt, die für Steckerstile vom E-, F-, L-, J- und K-Typ verwendet werden. Mit anderen Worten ist der elektrische Stecker so ausgestaltet, dass er die Bedürfnisse mehrerer Erdungsmechanismen, die gegenwärtig in Kontinentaleuropa verwendet werden, durch eine einzige Steckerkonstruktion erfüllt. Diese Konstruktion mit einem einzigen Stecker verringert die Anzahl von Teilen und den Bedarf für irgendwelche AC-Steckeradapter bei Aufladesystemen.
  • Allgemein werden Steckerstile vom E- und F-Typ, die zum Stecker CEE 7/7 zusammengeführt wurden, oft im größten Teil von Westeuropa und in vielen Ländern in Osteuropa verwendet. Der Stecker vom L-Typ, der Stecker vom J-Typ und der Stecker vom K-Typ werden gewöhnlich in Italien, der Schweiz bzw. Dänemark verwendet.
  • Mit Bezug nun auf die Zeichnungen stellt 1 ein Ladesystem 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Das Ladesystem 10 kann auf einen beliebigen Systemtyp oder eine beliebige tragbare Einrichtung gerichtet sein oder ein Teil davon sein. Um die Erörterung zu erleichtern, wird das Ladesystem 10 jedoch im Kontext eines Fahrzeugs erörtert. Bei verschiedenen Ausführungsformen ist das Ladesystem 10 ein Fahrzeugladesystem, das ein Fahrzeugladekabel 12 enthält, welches einen elektrischen Fahrzeugstecker oder elektrischen Stecker 14 mit variabler Erdung und ein Buchsenende 16 umfasst, die jeweils an entgegengesetzten Enden des Kabels 12 angeordnet sind. Der elektrische Stecker 14 wird in eine (nicht gezeigte) geerdete Wandsteckdose eines von verschiedenen Typen (Steckdosenstil vom Typ E, F, L, J und K) gesteckt, um ein Fahrzeug aufzuladen, welches allgemein als Fahrzeug 18 bezeichnet ist. Beispielsweise kann der elektrische Stecker 14 in eine Standardsteckdose mit 120 V AC/15 oder 20 Ampere gesteckt werden. Das Buchsenende 16 wird in eine Ladesteckdose 20 des Fahrzeugs 18 gesteckt, um Strom an ein (nicht gezeigtes) Fahrzeugladesystem zu liefern. Das Buchsenende 16 des Ladekabels 12 kann in Abhängigkeit von der Ausgestaltung der Ladesteckdose am Fahrzeug 18 variierende Ausgestaltungen aufweisen. Leiterdrähte/Elemente (nicht gezeigt), die durch das Ladekabel 12 isoliert sind, verlaufen zwischen dem elektrischen Stecker 14 und dem Buchsenende 16, um eine korrekte Ladungslieferung an das Fahrzeug 18 zu ermöglichen. Insbesondere verlaufen leitfähige Elemente/Drähte zwischen dem elektrischen Stecker 14 und dem Buchsenende 16 so, dass eine Stromübertragung zwischen dem Stromerzeugungsmechanismus (d. h. der geerdeten Wandsteckdose) und dem Fahrzeug 18 hergestellt wird und so, dass unter Verwendung der verschiedenen Erdungsmechanismen eine korrekte Masseverbindung hergestellt wird, welche nachstehend genauer beschrieben werden. Das hier beschriebene Fahrzeug 18 kann ein beliebiger Typ von Elektrofahrzeug oder Hybridelektrofahrzeug sein, der bekannt ist oder später entwickelt wird.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen enthält das Fahrzeugladekabel 12 eine Ladestationsanordnung 30, die als Verbindungsverifizierungssystem dient. Insbesondere ermittelt die Ladeanordnung 30 gemäß einer Ausführungsform auf funktionale Weise, wenn der elektrische Stecker 14 in eine Wandsteckdose mit korrekter Masseverbindung gesteckt ist und/oder wenn das Buchsenende 16 des Ladekabels 12 vollständig in die Ladesteckdose 20 eingeführt ist. Die Ladeanordnung 30 umfasst allgemein ein Elektrofahrzeugversorgungsgerät (EVSE), einen Controller 32 und andere Verifizierungsgeräte (nicht gezeigt), die verwendet werden, um eine korrekte Masseverbindung zu detektieren und zu verifizieren. Im Betrieb erfasst der Controller 32 eine korrekte Masseverbindung durch einen oder mehrere der verschiedenen Erdungsmechanismen des elektrischen Steckers 14 und zeigt dem Fahrzeug 18 an, dass Ladung bereit zur Lieferung ist, wenn eine korrekte Masseverbindung erfasst wird. Zum Beispiel liefert der Controller 32 ein Signal (z. B. ein DC-Signal oder ein oszillierendes Signal) an einen (nicht gezeigten) Steuerpiloten des Fahrzeugs 18, um dem Fahrzeug 18 anzuzeigen, dass Ladung bereit zur Lieferung ist. Dieses Signal ermöglicht, dass auf der Fahrzeugseite beim Laden korrekte Maßnahmen (d. h. Erdung) ergriffen werden. Der Controller 32 wartet darauf, dass das Fahrzeug 18 die Lieferung von Ladung befiehlt. Dieses Merkmal stellt sicher, dass eine korrekte Verbindung mit dem Fahrzeug 18 und/oder der Wandsteckdose vorhanden ist, sodass das Fahrzeug 18 zuverlässig geladen werden kann. Mit anderen Worten erhöht dieses Merkmal die Zuverlässigkeit des Fahrzeugsteckers, da das System den Durchgang eines hohen Stroms nicht zulassen wird, solange die Masseverbindung von einem der verschiedenen Erdungsmechanismen nicht verifiziert ist, wodurch eine korrekte Verwendung des elektrischen Steckers sichergestellt wird. Variationen dieses Merkmals und andere Zuverlässigkeitsmerkmale können an der Controller- und/oder Fahrzeugseite durchgeführt werden und sollen nicht auf die hier beschriebenen Beispiele beschränkt sein. Der Begriff ”Controller” bezeichnet, so wie er hier verwendet wird, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert, oder Gruppe) und Speicher, die ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme/Algorithmen ausführen, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten, welche die beschriebene Funktionalität bereitstellen.
  • 25 sind vereinfachte Skizzen, welche die Basiselemente des elektrischen Steckers 14, der eine variable Erdung aufweist, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen. Der elektrische Stecker 14 umfasst allgemein einen Steckerkörper 40 und einen Kranz 42, der zur Bewegung oder Verstellung entlang von Abschnitten des Steckerkörpers 40 ausgestaltet ist, um einen Stirnabschnitt 44 des elektrischen Steckers 14 selektiv freizulegen, sodass sich der Stirnabschnitt 44 von einer Oberseite 46 des Kranzes 42 weg erstreckt. Ein erster elektrischer Kontaktstift 48A und ein zweiter elektrischer Kontaktstift 48B erstrecken sich vom Steckerkörper 14 weg und sie erstrecken sich wie gezeigt insbesondere vom Stirnabschnitt 44 des Fahrzeugsteckers weg.
  • Bei einer Ausführungsform ohne Einschränkung weist der Fahrzeugstecker und insbesondere der Steckerkörper 40 und der Kranz 42 des Fahrzeugsteckers eine runde Querschnittsform auf, wie in 2 gezeigt ist. Es wird auch in Betracht gezogen, dass der elektrische Stecker 14 eine Querschnittsform aufweisen kann, die nicht rund ist, wie z. B. rechteckig, quadratisch, oval oder eine andere geeignete Form in Abhängigkeit von der Anwendung. Der Steckerkörper 40 und der Kranz 42 können jeweils aus geformtem Gummi, Kunststoff oder einem anderen nicht leitenden Material konstruiert oder gebildet sein.
  • Bei einer Ausführungsform ohne Einschränkung weist der Stirnabschnitt 44 des elektrischen Steckers 14 eine sechseckige Form auf und passt in runde und/oder sechseckige Buchsen. Der Stirnabschnitt 44 kann auch aus geformtem Gummi, Kunststoff oder einem anderen nicht leitenden Material, je nachdem, was besser ist, konstruiert oder gebildet sein.
  • Die elektrischen Kontaktstifte 48A, 48B ermöglichen eine Stromübertragung zwischen elektrischen Verbindern oder Steckdosen vom Wandbuchsentyp und dem Fahrzeug 18. Gemäß einer Ausführungsform sind die elektrischen Kontaktstifte 48A, 48B mit Bezug auf den Stirnabschnitt 44 befestigt und können zu keiner Zeit verstellt werden. Mit anderen Worten sind die Kontaktstifte 48A, 48B feststehend. Somit werden stromführende Leitungen durch eine Verstellung des elektrischen Steckers 14 nicht beeinträchtigt, wodurch ein zuverlässigerer elektrischer Stecker 14 bereitgestellt wird. Die elektrischen Kontaktstifte 48A, 48B können aus einem oder mehreren Metallen, Metalllegierungen oder Kombinationen daraus bestehen. Zum Beispiel können die elektrischen Kontaktstifte 48A, 48B aus Stahl oder Kupfer bestehen und können mit Zink, Zinn oder Nickel oder anderen leitfähigen Materialien oder Kombinationen daraus beschichtet sein.
  • Der Kranz 42 wird selektiv in eine erste und zweite Position entlang des Steckerkörpers 40 in Abhängigkeit von der gewünschten Erdungskonfiguration oder dem gewünschten Erdungsmechanismus verstellt, der mit einer speziellen verwendeten Steckdose kompatibel ist. Gemäß einer Ausführungsform bietet der Kranz 42 einen ersten Erdungskontakt 50 und einen zweiten Erdungskontakt 52 an einem ersten peripheren Randabschnitt 56A bzw. einem zweiten peripheren Randabschnitt 56B des Kranzes 42. Ein dritter Erdungskontakt 54 ist über eine erste Öffnung 57 nahe beim Erdungskontakt 50 zugänglich, wie in 2 gezeigt ist. Die Erdungskontakte 50, 52 und 54 sind Erdungsmechanismen, die zur Bereitstellung einer korrekten Masseverbindung mit Erde verwendet werden. Die Erdungskontakte 50, 52 dienen als Stirnplatten, welche den Erdungsmechanismus für einen Steckdosenstil vom Typ F replizieren, während der Erdungskontakt 54 als weibliche Aufnahme in dem Stecker dient, der den Erdungsmechanismus für einen Steckdosenstil vom Typ E repliziert. In dieser Konfiguration befindet sich der Kranz 42 in der ersten Position oder in einer nicht verstellten Position, bei der die Oberseite 46 des Kranzes 42 allgemein bündig mit einer oberen Seite 58 des Stirnabschnitts 44 ist, wie in 2 gezeigt ist. Diese Ausgestaltung erfüllt die Bedürfnisse der Steckdosenstile vom Typ F (Erdungskontakte 50, 52) und vom Typ E (Erdungskontakt 54). Allgemein ist die Stirnseite der Steckdose zur Aufnahme dieser Fahrzeugsteckerkonfiguration gewöhnlich mit einer Ausnehmung versehen, wodurch die Steckdose kompatibel zu dieser Fahrzeugsteckerkonfiguration gemacht wird. Diese Konfiguration ist die Standardkonfiguration des elektrischen Steckers 14.
  • Gemäß einer Ausführungsform enthält der elektrische Stecker 14 ferner eine zweite Öffnung 60, eine dritte Öffnung 62 und eine vierte Öffnung 64, die ermöglichen, dass der elektrische Stecker 14 zur Kompatibilität mit Steckdosenstilen vom Typ L, J bzw. K verstellt wird. Insbesondere ist der elektrische Stecker 14 ausgestaltet, um so verstellt zu werden, dass er zu einem Steckdosenstil von Typ L passt, indem ein erster Massestift 66 über die Öffnung 60 freigelegt wird, welche in der Mitte von und in Reihe mit den elektrischen Kontaktstiften 48A, 48B positioniert ist, wie in 3 gezeigt ist. Die Öffnungen 60, 62 und 64 stellen zusätzliche Erdungsmechanismen zur Bereitstellung von Masse an Erde bereit. In dieser Konfiguration ist der Kranz 42 in der ersten Position. Gemäß einer Ausführungsform ist der Massestift 66 eine separate Komponente, die zum Einführen in die und zum Verriegeln in der Öffnung 60 ausgestaltet ist. Bei einer alternativen Ausführungsform ist der Massestift 66 im Steckerköper 40 angeordnet und ist ausgestaltet, um sich zu bewegen und aus der Öffnung 60 heraus zu erstrecken. Sobald der Massestift 66 in die Öffnung 60 eingeführt ist, wird der Massestift für eine korrekte Erdungsverbindung an Ort und Stelle verriegelt (automatisch oder manuell). Gemäß einer Ausführungsform kann der Massestift 66 über die Öffnung 60 freigelegt werden, indem eine mechanische Bewegung eines (nicht gezeigten) Knopfes oder eine Verstellung einer Schiebeverriegelung (d. h. Verschiebeknopf vom Blitzlichttyp) durchgeführt wird. Gemäß anderen Ausführungsformen können selbstverständlich andere herkömmliche oder später entwickelte Verfahren zum Freilegen des Massestifts 66 über die Öffnung 60 verwendet werden. Bei dieser Konfiguration ist die Stirnseite der Steckdose zur Aufnahme dieser Fahrzeugsteckerkonfiguration normalerweise eben, wodurch die Steckdose kompatibel zu dieser Fahrzeugsteckerkonfiguration gemacht wird.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform in 4 wird der elektrische Stecker 14 verstellt, um zu einer Steckdose vom Typ J zu passen, indem der Kranz 42 in die zweite Position verstellt wird und ein zweiter Massestift 70 über die Öffnung 62 freigelegt wird, welche in der Mitte zwischen den elektrischen Kontaktstiften 48A, 48B und zu diesen versetzt positioniert ist. Bei dieser Konfiguration ist der Kranz 42 in der zweiten Position oder in einer verstellten Position positioniert, bei der die Oberseite 46 des Kranzes 42 nicht mehr bündig mit der oberen Seite 58 des Stirnabschnitts 44 ist. Der Kranz 42 wird in die zweite Position verstellt, indem der Kranz 42 entlang des Steckerkörpers 40 und weg von der oberen Seite 58 des Stirnabschnitts 44 bewegt wird. Mit anderen Worten wird der Kranz 42 zurückgezogen, wodurch der Stirnabschnitt 44 freigelegt wird, was notwendig ist, um in eine entsprechende Steckdose/Buchse mit einer Stirnseitenaussparung zu passen. Sobald der Kranz in seine zweite Position verstellt ist, verriegelt sich der Kranz 42 automatisch an Ort und Stelle oder wird manuell verriegelt. Der Kranz 42 kann durch einen oder mehrere Typen von Verriegelungsmechanismen (z. B. eine Drehverriegelung) an Ort und Stelle verriegelt werden. Der Massestift 70 ist gemäß einer Ausführungsform eine separate Komponente, die zur Einführung in die und zur Verriegelung in der Öffnung 62 ausgestaltet ist. Bei einer alternativen Ausführungsform ist der Massestift 70 innerhalb des Steckerkörpers 40 angeordnet und ist ausgestaltet, um sich aus der Öffnung 62 heraus zu bewegen und zu erstrecken. Sobald der Massestift 70 in die Öffnung 62 eingeführt ist, wird der Massestift 70 für eine korrekte Erdungsverbindung (automatisch oder manuell) an Ort und Stelle verriegelt. Der Massestift 70 kann über die Öffnung 62 unter Verwendung der gleichen Techniken freigelegt werden, wie sie mit Bezug auf die Fahrzeugsteckerkonfiguration vom Typ L beschrieben sind. Es wird in Betracht gezogen, dass ein Massestift verwendet wird, der sowohl als Massestift 66 als auch als Massestift 70 dient.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform in 5 ist der elektrische Stecker 14 verstellt, um zu einer Steckdose vom Typ K zu passen, indem ein dritter Massestift 72 über die Öffnung 64 freigelegt wird, welche in der Mitte der elektrischen Kontaktstifte 48A, 48B und zu diesen versetzt positioniert ist. Die Öffnung 64 kann durch Abschnitte des Köpers 40 oder Abschnitte des Stirnabschnitts 44 in Abhängigkeit von der Anwendung gebildet sein. In dieser Ausgestaltung weist der Massestift 72 eine Halbkreisform auf und auch die Öffnung 64 weist eine entsprechende Form (Halbkreis) auf. Gemäß einer Ausführungsform weist der Massestift 72 eine kürzere Höhe als die elektrischen Kontaktstifte 48A, 48B auf. Bei dieser Konfiguration befindet sich der Kranz 42 in der ersten Position. Der Massestift 72 ist gemäß einer Ausführungsform eine separate Komponente, die zum Einführen in die und zum Verriegeln in der Halbkreisöffnung 64 ausgestaltet ist. Bei einer alternativen Ausführungsform ist der Massestift 72 im Steckerkörper 40 angeordnet und ist ausgestaltet, um sich aus der Öffnung 64 zu bewegen und heraus zu erstrecken. Sobald der Massestift 72 in die Öffnung 64 eingebracht ist, wird der Massestift 72 für eine korrekte Erdungsverbindung an Ort und Stelle verriegelt (automatisch oder manuell). Der Massestift 72 kann über die Öffnung 64 unter Verwendung der gleichen Techniken freigelegt werden, wie sie mit Bezug auf die Fahrzeugsteckerkonfiguration vom Typ L beschrieben ist. In dieser Konfiguration ist die Steckdosenvorderseite der Steckdose zur Aufnahme dieser Fahrzeugsteckerkonfiguration mit einer Ausnehmung versehen.
  • Verschiedene Ausführungsformen der Fahrzeugsteckerkonstruktion wie vorstehend beschrieben bieten außergewöhnliche Anpassungsfähigkeiten, da sie die Anforderungen aller kontinentaleuropäischen Steckerkonventionen erfüllen (z. B. Stecker vom E-, F-, L-, J- und K-Typ). Dieses System benötigt keinerlei zusätzliche Hardware, wie es bei den meisten Adaptersystemen der Fall ist, und bietet einem Anwender das einfachste System, das frei von irgendwelchen Verwendungsbeschränkungen ist. Es ermöglicht, dass ein einziges Ausrüstungsstück verwendet und gewartet wird.
  • Die vorstehend beschriebenen Erdungsmechanismen sind in irgendeiner Form mit entsprechenden Leiterdrähten/Elementen elektrisch verbunden, die entlang des Steckers/Adapters und zum Buchsenende hin verlaufen, wodurch sie ermöglichen, dass das Fahrzeug korrekt geerdet wird.

Claims (17)

  1. Elektrischer Stecker (14), umfassend: einen Steckerkörper (40); einen Kranz (42), der zur selektiven Verstellung zwischen einer ersten und einer zweiten Position entlang des Steckerkörpers (40) ausgestaltet ist, um einen Stirnabschnitt (44) des elektrischen Steckers (14) selektiv freizulegen, wobei eine Oberseite (46) des Kranzes (42) mit einer oberen Seite (58) des Stirnabschnitts (44) bündig ist, wenn sich der Kranz (42) in der ersten Position befindet, und von der oberen Seite (58) des Stirnabschnitts (44) weg positioniert ist, wenn sich der Kranz (42) in der zweiten Position befindet; einen ersten elektrischen Kontaktstift (48A) und einen zweiten elektrischen Kontaktstift (48B), die sich vom Stirnabschnitt (44) weg erstrecken, wobei der erste und zweite elektrische Kontaktstift (48A, 48B) ausgestaltet sind, um eine Stromübertragung zu ermöglichen; und mehrere Erdungsmechanismen (50, 52, 54, 66, 70, 72), die jeweils mit einem Steckdosenstil (E-, F-, L-, J-, K-Typ) kompatibel sind, wobei jeder der mehreren Erdungsmechanismen (50, 52, 54, 66, 70, 72) ausgestaltet ist, um eine Verbindung mit Masse bereitzustellen.
  2. Elektrischer Stecker (14) nach Anspruch 1, wobei die mehreren Steckdosenstile Steckdosenstile vom E-, F-, L-, J- und K-Typ umfassen.
  3. Elektrischer Stecker (14) nach Anspruch 1, der zur Stromübertragung zwischen einer Steckdose von einem der mehreren Steckdosenstile (E-, F-, L-, J-, K-Typ) und einem Fahrzeug (18) verwendet wird.
  4. Elektrischer Stecker (14) nach Anspruch 1 oder 2, der als Fahrzeugstecker zum Laden eines Fahrzeugs (18) verwendet wird.
  5. Fahrzeugstecker (14) nach Anspruch 4, wobei die mehreren Erdungsmechanismen (50, 52, 54, 66, 70, 72) einen ersten (50) und zweiten (52) Erdungskontakt enthalten, die mit einem Steckdosenstil vom Typ F kompatibel sind, wobei sich der Kranz (42) in der ersten Position befindet, wenn der erste (50) und zweite (52) Erdungskontakt die Verbindung mit Masse bereitstellen.
  6. Fahrzeugstecker (14) nach Anspruch 5, wobei der erste (50) und zweite (52) Erdungskontakt an zwei einander gegenüberliegenden peripheren Randabschnitten (56A, 56B) des Kranzes (42) angeordnet sind.
  7. Fahrzeugstecker (14) nach Anspruch 5, wobei die mehreren Erdungsmechanismen (50, 52, 54, 66, 70, 72) einen dritten Erdungskontakt (54) über eine erste Öffnung (57) in der Nähe eines Randabschnitts des Kranzes (42) umfassen, wobei der dritte Erdungskontakt (54) mit einem Steckdosenstil vom Typ E kompatibel ist.
  8. Fahrzeugstecker (14) nach Anspruch 4, wobei die mehreren Erdungsmechanismen (50, 52, 54, 66, 70, 72) einen vierten Erdungskontakt (66) über eine zweite Öffnung (60) umfassen, die in der Mitte von und in Reihe mit dem ersten und zweiten elektrischen Kontaktstift (48A, 48B) positioniert ist.
  9. Fahrzeugstecker (14) nach Anspruch 8, wobei sich ein erster Massestift (66) selektiv aus der zweiten Öffnung (60) erstreckt, um zu einem Steckdosenstil vom Typ L zu passen, wobei sich der erste Massestift (66) selektiv aus der zweiten Öffnung (60) erstreckt, indem der erste Massestift (66) durch die zweite Öffnung (60) durch eine mechanische Bewegung oder durch Verschieben eines Knopfes eingeführt wird.
  10. Fahrzeugstecker (14) nach Anspruch 4, wobei die mehreren Erdungsmechanismen (50, 52, 54, 66, 70, 72) einen fünften Erdungskontakt (70) über eine dritte Öffnung (62) umfassen, die in der Mitte zwischen den ersten und zweiten elektrischen Kontaktstiften (48A, 48B) und zu diesen versetzt positioniert ist, wobei sich der Kranz (42) in der zweiten Position befindet, wenn der fünfte Massekontakt (70) für die Masseverbindung verwendet wird.
  11. Fahrzeugstecker (14) nach Anspruch 10, wobei sich ein zweiter Massestift (70) selektiv aus der dritten Öffnung (62) erstreckt, um zu einem Steckdosenstil vom Typ J zu passen, wobei sich der zweite Massestift (70) selektiv aus der dritten Öffnung (62) erstreckt, indem der zweite Massestift (70) durch die zweite Öffnung (62) durch eine mechanische Bewegung oder das Verschieben eines Knopfs eingeführt wird.
  12. Fahrzeugstecker (14) nach Anspruch 4, wobei die mehreren Erdungsmechanismen (50, 52, 54, 66, 70, 72) einen sechsten Erdungskontakt (72) über eine vierte Öffnung (64) umfassen, die in der Mitte zwischen dem ersten und zweiten elektrischen Kontaktstift (48A, 48B) und zu diesen versetzt positioniert ist, wobei sich der Kranz (42) in der ersten Position befindet, wenn der sechste Erdungskontakt (72) für eine Masseverbindung verwendet wird.
  13. Fahrzeugstecker (14) nach Anspruch 12, wobei sich ein dritter Massestift (72) selektiv aus der vierten Öffnung (64) erstreckt und zu einem Steckdosenstil vom Typ K passt, wobei sich der dritte Massestift (72) selektiv aus der vierten Öffnung (64) erstreckt, indem der dritte Massestift (72) durch die vierte Öffnung (64) durch eine mechanische Bewegung oder das Verschieben eines Knopfs eingeführt wird.
  14. Fahrzeugstecker (14) nach Anspruch 4, wobei der erste und zweite elektrische Kontaktstift (48A, 48B) nicht verstellbar sind und am Stirnabschnitt (44) befestigt sind.
  15. Fahrzeugstecker (14) nach Anspruch 4, der zum Empfangen und Liefern von Strom durch die ersten und zweiten elektrischen Kontaktstifte (48A, 48B) einer Steckdose von mindestens einem der mehreren Steckdosenstile (E-, F-, L-, J-, K-Typ) an das Fahrzeugverwendet wird, wenn eine korrekte Erdungsverbindung durch einen Controller (32) verifiziert ist.
  16. Fahrzeugladekabel (12) zum Laden eines Fahrzeugs (18), umfassend: einen elektrischen Stecker (14) nach Anspruch 1 oder 2 zur Verwendung als Fahrzeugstecker; ein Buchsenende (16); wobei der elektrische Stecker (14) und das Buchsenende (16) an entgegengesetzten Enden des Fahrzeugladekabels (12) angeordnet sind; und einen Controller (32), der in dem Fahrzeugladekabel (12) enthalten und ausgestaltet ist, um eine korrekte Verbindung des Fahrzeugsteckers (14) mit Masse zu verifizieren und um zu ermöglichen, dass die ersten und zweiten elektrischen Kontaktstifte (48A, 48B) Strom von einer Steckdose von mindestens einem der mehreren Steckdosenstile (E-, F-, L-, J-, K-Typ) empfangen und dorthin liefern.
  17. Elektrischer Stecker (14) nach Anspruch 1, wobei der erste und zweite elektrische Kontaktstift (48A, 48B) nicht verstellbar sind und nicht am Kranz (42) befestigt sind.
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