DE102011109920A1 - Mechatronisches Steckverbindersystem - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft mechatronisches Steckverbindersystem (S) mit einem Hauptkontakt (8) und einem bei einem Aussteckvorgang nacheilenden Hilfskontakt (9) sowie mit einer mit dem Hilfskontakt (9) in Reihe und mit dem Hauptkontakt (8) parallel geschalteten Halbleiterelektronik (10) zur Löschung eines im Zuge des Aussteckvorgangs entstehenden Lichtbogens, wobei die Halbleiterelektronik (10) zwei in Reihe geschaltete Halbleiterschalter (10a, 10b) und einen mit den Halbleiterschaltern (10a, 10b) verbundenen Energiespeicher (10e) aufweist, der zum Aufladen die im Zuge des Aussteckvorgangs entstehende Lichtbogenspannung zwischen den Halbleiterschaltern (10a, 10b) abgreift. Sie betrifft weiter ein Mehrfachstecksystem (Sn) mit mindesten zwei Steckverbindern (S) mit jeweils einem Hauptkontakt (8) und einem nacheilenden Hilfskontakt (9) sowie mit einer den Steckverbindern (S) gemeinsamen Halbleiterelektronik (10), die mit jedem der Hilfskontakte (9) über eine Diode (17) in Reihe geschaltet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein mechatronisches Steckverbindersystem mit einem Hauptkontakt und mit einem bei einem Aussteckvorgang dem Hauptkontakt nacheilenden Hilfskontakt sowie mit einer mit dem Hilfskontakt in Reihe und mit dem Hauptkontakt parallel geschalteten Halbleiterelektronik zur Löschung eines im Zuge des Aussteckvorgangs entstehenden Lichtbogens. Sie betrifft weiter ein mechatronisches Mehrfachstecksystem nach Art einer Mehrfachsteckdose oder Steckdosenleiste.
  • Aus der DE 102 25 259 B3 ist ein elektrischer Steckverbinder mit einem Hauptkontakt und mit einem im Zuge eines Aussteckvorgangs diesem nacheilenden Hilfskontakt sowie mit einem Halbleiterschaltelement in Form eines Transistors oder Thyristors bekannt, der mit dem Hilfskontakt in Reihe und zu dem Hauptkontakt parallel geschaltet ist. Das Halbleiterschaltelement wird mittels eines Rechteckgenerators sowohl bei gestecktem als auch bei gelöstem (gezogenem) Hauptkontakt dauerhaft angesteuert und dabei periodisch ein- und ausgeschaltet. Das Halbleiterschaltelement wird geöffnet, bevor der Hilfskontakt getrennt wird, wobei der über das Halbleiterschaltelement fließende Strom noch zeitlich vor einer Kontakttrennung am Hilfskontakt abgeschaltet oder zumindest reduziert wird, so dass kein stabiler Lichtbogen entstehen kann.
  • Zwar ist bei gestecktem Hauptkontakt aufgrund des über diesen geführten Stromflusses der hierzu parallele Halbleiterschalter stromlos. Da jedoch der Rechteckgenerator dauerhaft in Betrieb ist, wird auch der Halbleiterschalter dauerhaft betätigt, nämlich periodisch ein- und ausgeschaltet.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein besonders geeignetes mechatronisches Steckverbindungssystem anzugeben. Des Weiteren soll ein Mehrfachstecksystem mit einer Anzahl mechatronischer Steckverbindungen angegeben werden.
  • Bezüglich des mechatronischen Steckverbindungssystems wird die genannte Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der hierauf rückbezogenen Unteransprüche.
  • Das mechatronische Steckverbindungssystem umfasst einen Hauptkontakt, der aus einem Hauptsteckkontakt und einem Hauptgegenkontakt, insbesondere einer Steckbuchse, besteht. Das Steckverbindungssystem umfasst des Weiteren einen Hilfskontakt, der aus einem Hilfssteckkontakt und einem Hilfsgegenkontakt, insbesondere wiederum in Form einer Steckbuchse, besteht. Eine Halbleiterelektronik zur Löschung eines im Zuge eines Aussteckvorgangs entstehenden Lichtbogens ist mit dem Hilfskontakt in Reihe geschaltet, wobei diese Reihenschaltung dem Hauptkontakt parallelgeschaltet ist. Im Zuge des Aussteckvorgangs eilt der Hilfskontakt dem Hauptkontakt nach, indem beim Hauptkontakt der nachfolgend als Kontaktdifferenz bezeichnete Abstand zwischen der Kontaktspitze des Hauptsteckkontakts und dem Kontaktende des Hauptgegenkontaktes, d. h. dessen Buchsenöffnungskante, im Falle einer Steckbuchse im gesteckten Zustand geringer ist als beim Hilfssteckkontakt.
  • Die erfindungsgemäß eingesetzte Halbleiterelektronik weist zwei in Reihe geschaltete Halbleiterschalter, vorzugsweise einen IGBT und einen MOSFET, auf. Zwischen die beiden Halbleiterschalter ist ein Energiespeicher geführt, der zu dessen Aufladung die im Zuge des Aussteckvorgangs erzeugte Lichtbogenspannung zwischen den Halbleiterschaltern abgreift.
  • Der Hauptkontakt des nachfolgend auch als Steckverbinder bezeichneten Stockverbindungssystems ist in einen Hin- oder Rückleiter zwischen einer Gleichspannungsquelle und einer Last oder einem Lastanschluss geschaltet. Dabei ist der Hauptsteckkontakt mit der Last bzw. dem Lastanschluss verbunden, während der Hauptgegenkontakt mit der Gleichspannungsquelle verbunden ist. Analog ist der Hilfssteckkontakt des dem Hauptkontakt parallelgeschalteten Hilfskontaktes mit der Last bzw. dem Lastanschluss und der Hilfsgegenkontakt über die Halbleiterelektronik und hierbei über die Reihenschaltung der beiden Halbleiterschalter mit der Gleichspannungsquelle (DC-Quelle) verbunden.
  • In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist ein dritter Kontakt mit wiederum einem mit dem Last bzw. Lastanschluss verbundenen Steckkontakt und einem geeigneterweise ebenfalls in Form einer Steckbuchse ausgeführten Gegenkontakt unmittelbar mit der Gleichspannungsquelle verbunden. Dabei ist der dritte Kontakt in den Rückleiter geschaltet, wenn der Hauptkontakt im Hinleiter liegt. Andernfalls ist der dritte Kontakt in den Hinleiter geschaltet, wenn der Hauptkontakt sich im Rückleiter zwischen der Gleichspannungsquelle und der Last bzw. dem Lastanschluss befindet.
  • In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung dieser Weiterbildung eilt der dritte Kontakt beim Aussteckvorgang, d. h. beim Öffnen oder Ziehen der Steckverbindung dem Hauptkontakt nach. Hierzu ist analog der Abstand (Kontaktdifferenz) zwischen der Kontaktspitze des Steckkontaktes und dem Kontaktende des Gegenkontaktes, d. h. dessen Buchsenöffnungskante im Falle einer Steckbuchse, im gesteckten Zustand größer als beim Hauptkontakt und beispielsweise gleich demjenigen des Hilfssteckkontaktes.
  • Die auf das mechatronische Mehrfachstecksystem bezogene Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 6. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der hierauf rückbezogenen Unteransprüche.
  • Das Mehrfachstecksystem weist mindestens zwei Steckverbinder (Steckverbindersysteme) mit jeweils einem Hauptkontakt und jeweils einem Hilfskontakt auf, der beim Aussteckvorgang dem Hauptkontakt nacheilt. Der oder jeder Steckverbinder kann wiederum einen dritten Kontakt aufweisen. Dessen Steckkontakt ist geeigneterweise derart ausgestaltet, dass der dritte Kontakt dem Hilfskontakt im Zuge des Aussteckvorgangs nacheilt.
  • Der jeweilige Steckverbinder des Mehrfachstecksystems weist in dem zum Hauptkontakt parallelen Strompfad mit der Reihenschaltung aus der Halbleiterelektronik und dem Hilfskontakt, insbesondere dessen Hilfsgegenkontakt, eine Diode auf. Diese ist anodenseitig mit der Halbleiterelektronik und kathodenseitig mit dem Hilfskontakt verbunden, wenn der Hilfskontakt und die Halbleiterelektronik auf der Plusseite bzw. parallel zur Plus- oder Hinleitung zwischen der DC-Quelle und einer Last (Lastanschluss) geschaltet sind.
  • Beim Aussteckvorgang verhindern die Dioden der anderen Steckverbinder einen Kurzschluss der Halbleiterelektronik über gesteckte Steckkontakte der anderen Steckverbinder aus dem Mehrfachstecksystem, indem ein Stromfluss parallel zur Halbleiterelektronik über vorhandene Leiterverbindungen sowie über den oder die gesteckten Haupt- und Hilfskontakte des Mehrfachstecksystem unterbunden wird.
  • Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
  • 1 schematisch ein mechatronisches Steckverbindungssystem mit einem Hauptkontakt und einem Hilfskontakt sowie einer Halbleiterelektronik mit zwei in Reihe geschalteten Halbleiterschaltern und einem Energiespeicher,
  • 2 in einer Darstellung gemäß 1 ein Steckverbindungssystem mit einem dem Hilfskontakt voreilenden zusätzlichen dritten Kontakt,
  • 3 ein Steckverbindungssystem gemäß 2 mit einem dem Hauptkontakt nacheilenden zusätzlichen dritten Kontakt, und
  • 4 ein mechatronisches Mehrfachstecksystem mit einer Anzahl von Steckverbindern (Steckverbindungssystemen) mit jeweils einem Hauptkontakt, einem Hilfskontakt und einem dritten Kontakt sowie mit einer den Steckverbindern gemeinsamen Halbleiterelektronik.
  • Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Die in den 1 bis 4 dargestellten Steckverbinder bzw. Steckverbindersysteme S, Sn sind für Anwendungen in Gleichspannungs- bzw. Gleichstromnetzen mit Gleichspannungen von 15 V bis ca. 1500 V und Gleichströmen (DC) von 0,5 A bis ca. 50 A vorgesehen.
  • Beim nachfolgend als Aussteckvorgang bezeichneten Ziehen oder Lösen des elektrischen Steckverbinders (Steckverbindersystems) unter Last können zwischen den Kontakten Lichtbögen entstehen, wenn die Quellspannung ca. 15 V und der über den oder die Leiter fließende Strom im Betrieb ca. 0,5 A überschreitet. Zusätzlich zu einer unmittelbaren Personengefährdung können das Kontaktsystem durch Abbrand und das Isoliermaterial aufgrund der hohen Temperaturen des Lichtbogenplasmas beschädigt werden, was wiederum zu Folgeschäden führen kann.
  • Bei der Konzeption eines derartigen DC-Steckverbindersystems mit integrierter Lichtbogenunterdrückung ist zudem zu berücksichtigen, dass ein Lichtbogen erst bei einer gewissen Lichtbogenlänge verlöschen kann und die zum Erreichen dieser Lichtbogenlänge endliche Zeit abhängig ist von der Geschwindigkeit der Ziehbewegung während des Aussteckvorgangs und der Quellspannung sowie der Last und dem Kontaktmaterial.
  • Diese konzeptionellen Bedingungen werden mit den erfindungsgemäßen Steckverbindersystemen (1 bis 3) und dem Mehrfachstecksystem (4) nicht nur zuverlässig, sondern auch in einfacher Weise und mit praktisch minimalen Leistungsverlusten erfüllt. Das Steckverbindersystemen (1 bis 3) bzw. das Mehrfachstecksystem (4) ist insbesondere für Installationssyteme vorteilhaft geeignet.
  • 1 zeigt schematisch ein nachfolgend kurz als Steckverbinder bezeichnetes Steckverbindersystem S zwischen einer Gleichstrom- bzw. Gleichspannungsquelle (DC-Quelle) 2 und einer an dieser betriebenen Last 3 oder Lastgruppe mit einer quellenseitigen Buchseneinheit 4 und einer lastseitigen Steckereinheit 5 sowie mit einer Verkabelung mit einem Hinleiter 6 und einem Rückleiter 7 zur Verbindung der Last 3 mit der DC-Quelle 2. Der Steckverbinder 1 umfasst einen Hauptkontakt 8 mit einem Hauptsteckkontakt 8a und einem Hauptgegenkontakt 8b in Form einer Steckbuchse. Die Buchseneinheit 4 und die Steckereinheit 5 sind mechanisch fest, jedoch lösbar miteinander verbunden.
  • Dem im Ausführungsbeispiel dem Hinleiter 6 zugeordneten Hauptkontakt 8 ist ein Hilfskontakt 9 mit einem Hilfssteckkontakt 9a und einem wiederum als Steckbuchse ausgeführten Hilfsgegenkontakt 9b zugeordnet. Der Hauptkontakt 8 und der Hilfskontakt 9 sind innerhalb der Buchsen- und Steckereinheit 4 bzw. 5 derart angeordnet, dass die Steckereinheit 5 zusammen mit dem Hauptsteckkontakt 8a und dem Hilfssteckkontakt 9a aus der Buchseneinheit 4 mit dem Hauptgegenkontakt 8b und dem Hilfsgegenkontakt 9b im Zuge eines Aussteckvorgangs herausgezogen werden kann.
  • Mit dem Hilfskontakt 9 ist eine Halbleiterelektronik 10 in Reihe geschaltet, die über eine elektrische Verbindung oder quellenseitige Bypassleitung 11 mit dem Hinleiter 6 verbunden ist. Analog ist der Hilfssteckkontakt 9a über eine elektrisch leitende Verbindung bzw. lastseitige Bypassleitung 12 mit dem Hauptsteckkontakt 8a und somit mit dem Hinleiter 6 verbunden. Die Reihenschaltung aus der Halbleiterelektronik 10 und dem Hilfskontakt 9 ist somit dem Hauptkontakt 8 parallelgeschaltet.
  • Erkennbar ist der Hauptkontakt 8 und somit dessen Hauptsteckkontakt 8a länger als der Hilfskontakt 9 bzw. dessen Hilfssteckkontakt 9a. Die Kontaktdistanz LHa des Hauptkontaktes 8 (zwischen der Kontaktspitze des Hauptsteckkontaktes 8a und der Buchsenmündungskante des Hauptgegenkontaktes 8b) ist somit kleiner als die Kontaktdistanz LHi des Hilfskontaktes 9 (zwischen der Kontaktspitze des Kontaktspitze des Hilfsteckkontaktes 9a und der Buchsenmündungskante des Hilfssteckkontaktes 9a). Demzufolge eilt der Hilfskontakt 9 im Zuge eines Aussteckvorgangs dem Hauptkontakt 8 nach. Mit anderen Worten sind der Hilfssteckkontakt 9a und der Hilfsgegenkontakt 9b noch mechanisch und somit elektrisch leitend verbunden, wenn während des Aussteckvorgangs die direkte Verbindung zwischen dem Hauptsteckkontakt 8a und dem Hauptgegenkontakt 8b des Hauptkontaktes 8 bereits gelöst und gegebenenfalls von einem Lichtbogen überbrückt ist.
  • Im dargestellten gezeigten Zustand ist der Bypass (Strompfad) 11, 12 über die Halbleiterelektronik 10 stromlos, so dass diese keine Energie verbraucht. Die Halbleiterelektronik 10 umfasst geeigneterweise eine Reihenschaltung aus einem ersten Halbleiterschalter 10a in Form eines IGBT (Insulated-gate bipolar transistor) und einem zweiten Halbleiterschalter 10b in Form eines MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor). Die beiden Halbleiterschalter 10a und 10b sind basis- oder gateseitig sowie über einen zwischen diesen vorgesehenen Abgriff 10c mit einer Steuerschaltung 10d verbunden, die einen Energiespeicher 10e in Form vorzugsweise eines Kondensators und ein Zeitglied 10f enthält. Der Abgriff 10c zwischen den beiden Halbleiterschaltern 10a und 10b ist mit dem Energiespeicher 10e verbunden.
  • Beim Ziehen der Steckereinheit 5 und somit im Zuge des Aussteckvorgangs kann zunächst zwischen dem Hauptsteckkontakt 8a und dem Hauptgegenkontakt 8b ein Lichtbogen entstehen. Die daraus resultierende Spannungsdifferenz aktiviert die Halbleiterelektronik 10, die sodann den Strom übernimmt, der demzufolge vom Hauptkontakt 8 auf den Hilfskontakt 9 kommutiert. Die im Zuge des Aussteckvorgangs infolge des Lichtbogens bedingte Lichtbogenspannung wird zwischen den beiden Halbleiterschaltern 10a und 10b abgegriffen und zum Aufladen des Energiespeichers 10e herangezogen. Die dadurch gespeicherte Ladeenergie wird zum Durchschalten der Halbleiterschalter 10a und 10b herangezogen, wobei zunächst der erste Halbleiterschalter (IGBT) 10a und anschließend der zweite Halbleiterschalter (MOSFET) 10b leitend geschaltet werden. Zeitgleich wird das Zeitglied 10f gestartet. Nach Ablauf der mittels des Zeitgliedes 10f eingestellten oder vorgegebenen Zeitspanne werden die Halbleiterschalter 10a und 10b gesperrt und in den nicht leitenden Zustand geführt. Der während der Lichtbogendauer fließende Strom wird über den Hilfskontakt 9 und die Halbleiterelektronik 10 für die Zeitdauer des Zeitgliedes 10f geführt, so dass der Lichtbogen verlöschen kann.
  • Die Kontaktdifferenz ΔLH = LHi – LHa zwischen Haupt- und Hilfskontakt 8 bzw. 9 ist derart bemessen, dass im Zuge des Aussteckvorgangs zwischen dem Hauptsteckkontakt 8a und dem Hauptgegenkontakt 8b ein Lichtbogen entstehen kann. Die Kontaktdistanz LHi und LHa sind dabei der Abstand zwischen der jeweiligen Kontaktspitze des Steckkontaktes 8a, 9a und der Mündungs- oder Buchsenkante des zugehörigen Gegenkontaktes 8b bzw. 9b. Der Betrag der Kontaktdifferenz ΔLH ist dabei derart bemessen, dass im Falle eines Lichtbogens im Hauptkontakt 8 ausreichend Zeit verbleibt, diesen zu löschen und den Stromfluss zu sperren. Somit kann kein weiterer Lichtbogen im Hilfskontakt 9 zwischen dessen Hilfsteck- und Hilfsgegenkontakt 9a bzw. 9b entstehen.
  • Zusätzlich zur Einstellung bzw. Festlegung der Kontaktdifferenz ΔLH zwischen Haupt- und Hilfskontakt 8 bzw. 9 ist das Zeitglied 10f der Halbleiterelektronik 10 derart bemessen, dass bei typischen Ziehgeschwindigkeiten des Aussteckvorgangs sowie in Abhängigkeit von der Quellenspannung und der Last 3 dem mechatronischen Steckverbindersystem 1 bis zur vollständigen mechanischen Trennung aller Kontakte 8, 9 ausreichend Zeit verbleibt.
  • Bei den Ausführungsformen gemäß den 2 und 3 umfasst das mechatronische Steckverbindersystem 1 einen dritten Kontakt 13 mit wiederum einem Steckkontakt 13a und einem ebenfalls als Buchse ausgeführten Gegenkontakt 13b. Der dritte Kontakt 13 ist mit dessen Gegenkontakt 13b zusammen mit dem Haupt- und Hilfsgegenkontakt 8b bzw. 9b in die Buchseneinheit 4 und mit dessen Steckkontakt 138 zusammen mit dem Haupt- und Hilfssteckkontakt 8a bzw. 9a in die Steckereinheit 5 integriert. Der dritte Kontakt 13 befindet sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel im Rückleiter 7.
  • Während bei dem Ausführungsbeispiel nach 2 der dritte Kontakt 13 eine gegenüber dem Hilfskontakt 9 geringere und mit dem Hauptkontakt 8 gleiche Kontaktdistanz LHa aufweist, ist bei der Ausführungsform nach 3 die Kontaktdistanz des dritten Kontaktes 13 gleich der Kontaktdistanz LHi des Hilfskontaktes 9. Auch können die Stecker- oder Steckkontakte 8a, 9a und/oder 13a gleich lang und die Gegenkontakte (Buchsen) 8b, 9b bzw. 13b entsprechen unterschiedlich lang gestaltet sein.
  • Im Zuge eines Aussteckvorgangs, d. h. beim Ziehen der Steckereinheit 5 aus der Buchseneinheit 4 kann bei der Ausführungsform nach 2 auch zwischen dem Steckkontakt 13a und dem Gegenkontakt 13b des dritten Kontaktes 13 ein Lichtbogen entstehen. Die Funktionsweise der Elektronik 10 entspricht den obigen Ausführungen. Infolge des auf die Reihenschaltung des Hilfskontaktes 9 mit der Halbleiterelektronik 10 kommutierenden Stroms während des Aussteckvorgangs verlöscht der Lichtbogen sowohl am Hauptkontakt 8 als auch am dritten Kontakt 13, so dass die Spannungsdifferenz zwischen den Kontakten 8a und 13a einerseits sowie den Kontakten 8b und 13b andererseits gegen null geht.
  • Bei der Ausführungsform nach 3 treten durch entsprechende Abstimmung der Distanzdifferenz ΔLH zwischen dem Hauptkontakt 8 einerseits sowie dem Hilfskontakt 9 und dem dritten Kontakt 13 andererseits bei entsprechender Einstellung des Zeitgliedes 10e der Halbleiterelektronik ebenfalls keine Lichtbögen am Hilfskontakt 9 und am dritten Kontakt 13, d. h. zwischen deren Steck- und Gegenkontakten 9a und 9b bzw. 13a und 13b auf.
  • Das in 4 schematisch dargestellte Mehrfachstecksystem Sn umfasst mehrere Steckverbinder S1, S2, S3, wobei weitere mögliche Steckverbinder S vorhanden sein können. Jeder der Steckverbinder S1...n ist analog zur Ausführung nach 2 mit einem Hauptkontakt 8 und einem Hilfskontakt 9 sowie einem dritten Kontakt 13 in einer Buchsen-Steckereinheit 4, 5 aufgebaut. Die Steckverbinder S1...n sind gemeinsam an die DC-Quelle 2 angeschlossen. Jedem der Steckverbinder S1...n ist eine Last 3 zugeordnet. Ebenfalls gemeinsam ist allen Steckverbindern S1...n die einzige Halbleiterelektronik 10, die analog zu 1 eine Reihenschaltung mit den beiden Halbleiterschaltern 10a und 10b sowie dem Energiespeicher 10d und dem Zeitglied 10f der Steuereinheit 10e umfasst.
  • Die Hauptkontakte 8 der Steckverbinder S1...n sind über eine Leitung 14 mit dem Hinleiter 6 verbunden. Ebenso sind die Hilfskontakte 9 aller Steckverbinder S1...n mit der Bypassleitung 11, 12 und somit der Elektronik 10 über eine Leitung 15 verbunden. Über eine Leitung 16 sind die dritten Kontakte 13 aller Steckverbinder S1...n mit dem Rückleiter 7 verbunden.
  • Zur Vermeidung eines Kurzschlusses im Zuge eines Aussteckvorgangs einzelner Steckverbinder S1...n des Mehrfachstecksystems Sn ist dem Hilfskontakt 9 jedes Steckverbinders S1...n eine Diode 17 zugeordnet. Diese ist in die jeweilige Buchsen-Steckereinheit 4, 5 und dabei geeigneterweise in die Buchseneinheit 4 integriert. Die jeweilige Diode 17 ist anodenseitig mit der Halbleiterelektronik 10 und kathodenseitig mit dem Hilfsgegenkontakt 9a des Hilfskontaktes 9 des jeweiligen Steckverbinders S1...n verbunden.
  • Beim Aussteckvorgang eines der Steckverbinder Sn verhindern die Dioden 17 der anderen Steckverbinder S1, S2, S3 einen Kurzschluss der Halbleiterelektronik 10 über gesteckte Steckkontakte 8, 9, 13 der anderen Steckverbinder S1, S2, S3 aus dem Mehrfachstecksystem Sn, da kein Stromfluss parallel zur Halbleiterelektronik 10 von der Leitungen 14 zur Leitung 15 über die gesteckten Haupt- und Hilfskontakte 8, 9 und/oder 13 möglich ist.
  • Bezugszeichenliste
    • 2
    DC-Quelle
    3
    Last
    4
    Buchseneinheit
    5
    Steckereinheit
    6
    Hinleiter
    7
    Rückleiter
    8
    Hauptkontakt
    8a
    Hauptsteckkontakt
    8b
    Hauptgegenkontakt
    9
    Hilfskontakt
    9a
    Hilfssteckkontakt
    9b
    Hilfsgegenkontakt
    10
    Elektronik
    10a
    Halbleiterschalter (IGBT)
    10b
    Halbleiterschalter (MOSFET)
    10c
    Abgriff
    10d
    Steuerschaltung
    10e
    Energiespeicher
    10f
    Zeitglied
    11, 12
    Bypass/-leitung
    13
    dritter Kontakt
    13a
    Steckkontakt
    13b
    Gegenkontakt
    14
    Leitung
    15
    Leitung
    16
    Leitung
    17
    Diode
    S
    Steckverbinder/-system
    Sn
    Mehrfachstecksystem
    LHa
    Kontaktdistanz des Haupt-/dritten Kontakts
    LHi
    Kontaktdistanz des Hilfs-/dritten Kontakts
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 10225259 B3 [0002]

Claims (11)

  1. Mechatronisches Steckverbindersystem (S) mit einem Hauptkontakt (8) aus einem Hauptsteckkontakt (8a) und einem Hauptgegenkontakt (8b), mit einem bei einem Aussteckvorgang dem Hauptkontakt (8) nacheilenden Hilfskontakt (9) aus einem Hilfssteckkontakt (9a) und einem Hilfsgegenkontakt (9b) sowie mit einer mit dem Hilfskontakt (9) in Reihe und mit dem Hauptkontakt (8) parallel geschalteten Halbleiterelektronik (10) zur Löschung eines im Zuge des Aussteckvorgangs entstehenden Lichtbogens, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbleiterelektronik (10) zwei in Reihe geschaltete Halbleiterschalter (10a, 10b) und einen mit den Halbleiterschaltern (10a, 10b) verbundenen Energiespeicher (10e) aufweist, der zum Aufladen die im Zuge des Aussteckvorgangs entstehende Lichtbogenspannung zwischen den Halbleiterschaltern (10a, 10b) abgreift.
  2. Mechatronisches Steckverbindersystem (S) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, – dass der Hauptkontakt (8) in einen von einer Gleichspannungsquelle (2) zu einer Last (3) führenden Hinleiter (6) oder Rückleiter (7) geschaltet ist, und – dass der Hilfskontakt (9) dem Hauptkontakt (8) parallel geschaltet ist.
  3. Mechatronisches Steckverbindersystem (S) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Halbleiterschaltern (10a, 10b) eine IGBT und ein mit diesem in Reihe geschalteter MOSFET vorgesehen sind.
  4. Mechatronisches Steckverbindungssystem (S) nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch einen in den Rückleiter (7) bzw. in den Hinleiter (6) geschaltet dritten Kontakt (13) aus einem Steckkontakt (13a) und einem Gegenkontakt (13b).
  5. Mechatronisches Steckverbindersystem (S) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Kontakt (13) beim Aussteckvorgang dem Hauptkontakt (8) nacheilt.
  6. Mechatronisches Mehrfachstecksystem (Sn) mit mindesten zwei Steckverbindern (S) mit jeweils einem Hauptkontakt (8) aus einem Hauptsteckkontakt (8a) und einem Hauptgegenkontakt (8b), mit jeweils einem bei einem Aussteckvorgang dem Hauptkontakt (8) nacheilenden Hilfskontakt (9) aus einem Hilfssteckkontakt (9a) und einem Hilfsgegenkontakt (9b) sowie mit einer Halbleiterelektronik (10) zur Löschung eines im Zuge des Aussteckvorgangs entstehenden Lichtbogens, dadurch gekennzeichnet, dass die den Steckverbindern (S) gemeinsame Halbleiterelektronik (10) mit jedem der Hilfskontakte (9) über eine Diode (17) der Halbleiterelektronik (10) in Reihe geschaltet ist.
  7. Mechatronisches Mehrfachstecksystem (Sn) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbleiterelektronik (10) zwei in Reihe geschaltete Halbleiterschalter (10a, 10b) und einen mit den Halbleiterschaltern (10a, 10b) verbundenen Energiespeicher (10e) aufweist, der zum Aufladen die im Zuge des Aussteckvorgangs entstehende Lichtbogenspannung zwischen den Halbleiterschaltern (10a, 10b) abgreift.
  8. Mechatronisches Mehrfachstecksystem (Sn) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der oder jeder Steckverbinder (S) einen dritten Kontakt (13) aus einem Steckkontakt (13a) und einem Gegenkontakt (13b) aufweist.
  9. Mechatronisches Mehrfachstecksystem (Sn) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Kontakt (13) dem Hilfskontakt (9) im Zuge des Aussteckvorgangs voreilt.
  10. Mechatronisches Mehrfachstecksystem (Sn) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Kontakt (13) dem Hilfskontakt (9) im Zuge des Aussteckvorgangs nacheilt.
  11. Halbleiterelektronik (10) für ein mechatronisches Mehrfachstecksystem (Sn) mit einer Anzahl von Einzelsteckverbindern (S), insbesondere nach Art einer Mehrfachsteckdosen- oder Mehrfachsteckerleiste, nach einem der Ansprüche 6 bis 10.
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