DE102012020641A1

DE102012020641A1 - Adapter und Stecker zur Verbindung mit dem Adapter

Info

Publication number: DE102012020641A1
Application number: DE201210020641
Authority: DE
Inventors: Felix Marsteller; Ingo Zeck
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2012-10-20
Filing date: 2012-10-20
Publication date: 2014-04-24
Anticipated expiration: 2032-10-21
Also published as: DE102012020641B4

Abstract

Die Erfindung betrifft einen zur elektrischen Steckverbindung mit einem Stecker (2), insbesondere mit einem an einem Ladekabel (4) für ein Elektrofahrzeug angeordneten Stecker (2), und einer Steckdose (3), insbesondere einer Netzsteckdose, vorgesehenen Adapter (1). Der Adapter (1) weist ein beweglich gelagertes Sicherungselement (5) auf, welches durch einen Einsteckvorgang des Adapters (1) in die Steckdose (3) von einer ersten Stellung in eine zweite Stellung verlagerbar ist. Die Steckverbindung zwischen dem Stecker (2) und dem Adapter (1) ist ausschließlich bei dem in der ersten Stellung angeordneten Sicherungselement (5) herstellbar. Das in der zweiten Stellung angeordnete Sicherungselement (5) ist einerseits dazu ausgebildet, eine Herstellung der Steckverbindung zwischen dem Stecker (2) und dem Adapter (1) zu verhindern und ist andererseits dazu ausgebildet, derart, insbesondere formschlüssig, in eine Ausnehmung (15) des Steckers (2), einzugreifen, dass ein Trennen der bereits vor der Verlagerung des Sicherungselements (5) hergestellten Steckverbindung zwischen dem Stecker (2) und dem Adapter (1) nicht möglich ist. Außerdem betrifft die Erfindung einen Stecker (2) zur elektrischen Verbindung mit dem Adapter (1).

Description

Die Erfindung betrifft einen zur elektrischen Steckverbindung mit einem Stecker, insbesondere mit einem an einem Ladekabel für ein Elektrofahrzeug angeordneten Stecker, und einer Steckdose, insbesondere einer Netzsteckdose, vorgesehenen Adapter.
Die zur Fortbewegung von Elektrofahrzeugen erforderliche elektrische Energie wird in Batterien bzw. Akkumulatoren gespeichert. Diese Akkumulatoren können an öffentlich zugänglichen Stromtankstellen über eine Kabelverbindung aufgeladen werden. Da derartige Stromtankstellen noch nicht flächendeckend verfügbar sind, werden derzeit noch ca. 90% der Ladevorgänge in privaten Haushalten oder bei der Arbeitsstelle durchgeführt. Hierbei werden die Akkumulatoren des Elektrofahrzeugs über ein als Zubehörteil vorhandenes Ladekabel an eine haushaltsübliche Netzsteckdose angeschlossen. Dieses Ladekabel muss hierfür einerseits einen Stecker zum Einstecken in eine fahrzeugseitige Steckerbuchse und einen auf den jeweiligen Länderstandard ausgebildeten Netzstecker zum Einstecken in die je nach Länderstandard unterschiedlich ausgebildeten Netzsteckdosen aufweisen.
Es ist bereits daran gedacht worden, entsprechende Adapter vorzusehen, mittels welcher das Ladekabel an die jeweiligen länderseitigen Netzsteckdosen angeschlossen werden kann. Bei bekannten Adapterlösungen erweist es sich jedoch als nachteilig, dass eine Kontaktierung bzw. eine Verbindung und ein Trennen des Ladekabelsteckers vom Adapter auch im bestromten Zustand, also wenn sich der Adapter in der Steckdose befindet, erfolgen kann. Hierdurch besteht die Möglichkeit, dass sich zwischen dem Ladekabelstecker und dem Adapter ein Spalt ausbildet, durch welchen ein stromführender Kontakt des Adapters oder des Steckers mit einem Schraubenzieher oder einem Draht berührt werden kann. Aus diesem Grund erfüllen die bekannten Lösungen nicht die im Rahmen des Ladens von Elektrofahrzeugen geforderte Norm (IPXXD), nach welcher derartige Steckverbindungen eine erhöhte Gebrauchssicherheit bzw. einen Berührungsschutz aufweisen müssen.
Aus der EP 1 527 501 B1 ist bereits ein Ladegerät für wiederaufladbare Batterien bekannt. An dem Gehäuse des Ladegeräts können an den jeweiligen Länderstandard angepasste, als Adapter ausgebildete Netzstecker auswechselbar befestigt werden. Hierbei weisen sowohl das Gehäuse als auch die Netzstecker aufeinander abgestimmte Kupplungsmittel zur Herstellung einer Steckverbindung auf.
Weitere Adapter sind auch aus der DE 87 02 758 U1 , der DE 20 2011 051 961 U1 und der US 4,484,185 A bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Adapter mit einer erhöhten Gebrauchssicherheit und einem Berührungsschutz der elektrischen Kontakte zur Verfügung zu stellen. Dabei sollen auch die in der Norm festgelegten Anforderungen, welche insbesondere auch zum Laden von Akkumulatoren von Elektrofahrzeugen gelten, erfüllt werden. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen entsprechend ausgebildeten Stecker zur Verbindung mit dem Adapter zur Verfügung zu stellen.
Die erstgenannte Aufgabe wird gelöst mit einem Adapter gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Die Unteransprüche 2 bis 8 betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.
Erfindungsgemäß ist also ein Adapter vorgesehen, welcher ein beweglich gelagertes Sicherungselement aufweist, welches durch einen Einsteckvorgang des Adapters in die Steckdose von einer ersten Stellung in eine zweite Stellung verlagerbar ist, wobei die Steckverbindung zwischen dem Stecker und dem Adapter ausschließlich bei dem in der ersten Stellung angeordneten Sicherungselement herstellbar ist und wobei das in der zweiten Stellung angeordnete Sicherungselement einerseits dazu ausgebildet ist, eine Herstellung der Steckverbindung zwischen dem Stecker und dem Adapter zu verhindern und andererseits dazu ausgebildet ist, derart, insbesondere formschlüssig, in eine Ausnehmung des Steckers einzugreifen, dass ein Trennen der bereits vor der Verlagerung des Sicherungselements hergestellten Steckverbindung zwischen dem Stecker und dem Adapter nicht möglich ist. Allein durch das Einstecken des Adapters in die Steckdose wird also das Sicherungselement zwangsläufig und automatisch in die zweite Stellung überführt und dadurch ein Verbinden bzw. Trennen des Steckers vom Adapter im bestromten Zustand verhindert. Durch die Verriegelung zwischen dem Stecker und dem Adapter wird erreicht, dass der Stecker und der Adapter im bestromten Zustand spaltfrei aneinander anliegen, sodass es nicht möglich, ist die stromführenden Kontaktflächen des Adapters oder des Steckers bzw. der Steckverbindung mit einem Draht oder Schraubenzieher zu berühren. Hierdurch wird die Gebrauchssicherheit des Adapters erhöht und gleichzeitig ein optimaler Berührungsschutz der elektrischen Kontakte gewährleistet. Außerdem werden auch die in der Norm festgelegten Anforderungen zum Laden von Elektrofahrzeugen erfüllt.
Eine funktional besonders vorteilhafte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass das Sicherungselement mit einer in Richtung der ersten Stellung gerichteten Kraft beaufschlagt ist, sodass das Sicherungselement entgegen dieser Kraft von der ersten Stellung in die zweite Stellung verlagerbar ist. Hierdurch wird erreicht, dass sich das Sicherungselement im nicht bestromten Zustand, also wenn der Adapter nicht in der Steckdose eingesteckt ist, immer in der ersten Stellung befindet und der Stecker problemlos am Adapter angeordnet bzw. von dem Adapter getrennt werden kann.
In diesem Fall hat es sich als besonders praxisnah erwiesen, dass die Kraft durch eine Feder, insbesondere eine Schraubenfeder, erzeugbar ist. Durch die Feder wird eine besonders prozesssichere Anordnung in der ersten Stellung und gleichzeitig eine prozesssichere Rückstellung des in der zweiten Stellung angeordneten Sicherungselements in die erste Stellung gewährleistet. Dabei ist die Federkraft derart auszulegen, dass die Feder das Einstecken des Adapters in die Steckdose nicht behindert und die Kraft nicht ausreicht, um den Adapter aus dem Stecker herauszuschieben.
Das Sicherungselement kann durch eine Schwenkbewegung oder eine rotatorische Bewegung von der ersten Stellung in die zweite Stellung verlagert werden. Eine andere besonders zweckmäßige Abwandlung der Erfindung wird hingegen dadurch erreicht, dass das Sicherungselement durch eine Translationsbewegung von der ersten Stellung in die zweite Stellung verlagerbar ist, welche insbesondere parallel zu einem in die Steckdose einsteckbaren Kontaktstift des Adapters ausgerichtet ist. Hierdurch wird eine bauraumoptimierte Anordnung des verlagerbaren Sicherungselements gewährleistet, sodass sich die Abmessungen des Adapters im Vergleich zu einem Adapter ohne ein Sicherungselement kaum bzw. nicht verändern.
In diesem Fall erweist es sich als besonders vorteilhaft, dass das Sicherungselement einen im Adapter beweglich gelagerten, insbesondere zylindrischen Stift umfasst. Dabei kann der Stift bauraumoptimiert im Inneren der für die Rückstellung in die erste Stellung vorgesehenen Schraubenfeder angeordnet sein. Dabei ist dann am Stift ein Vorsprung bzw. eine Schulter angeordnet, an welcher sich die Feder abstützt. Das andere Federende liegt dann an einem ortsfesten Bauteil, beispielsweise einem Gehäusebauteil, des Adapters an. Bei einer Bewegung des Stifts von der ersten Stellung in die zweite Stellung wird die Feder zwischen dem Vorsprung und dem Gehäusebauteil komprimiert. Bei einem Herausziehen des Adapters aus der Steckdose wird der Stift durch die Feder in die erste Stellung zurückverlagert, sodass die Feder wieder ihre entspannte Ausgangslage einnimmt.
Aus konstruktiver und funktionaler Sicht erweist es sich außerdem als besonders zweckmäßig, wenn das in der ersten Stellung angeordnete Sicherungselement derart aus dem Adapter hervorsteht, dass es sich bei dem Einsteckvorgang des Adapters in die Steckdose an einer Oberfläche der Steckdose oder einer die Steckdose begrenzenden Fläche abstützt. Dadurch kontaktiert das Sicherungselement während einer Zustellbewegung des Adapters in Richtung der Steckdose zwangsläufig eine Oberfläche der Steckdose und wird während der weiteren Einsteckbewegung des Adapters in Richtung der Steckdose automatisch in die zweite Stellung überführt, in welcher dann der mit dem Adapter verbundene Stecker am Adapter verriegelt wird oder eine Herstellung einer Steckverbindung zwischen dem Adapter und dem Stecker verhindert wird.
Weiterhin ist vorgesehen, dass der Adapter zumindest ein Kontaktmittel zur elektrischen Kontaktierung des Steckers aufweist, wobei eine Zugangsöffnung zum Kontaktmittel durch ein beweglich gelagertes Schutzelement abdeckbar ist, welches während der Herstellung der Steckverbindung zwischen dem Stecker und dem Adapter von einer die Zugangsöffnung abdeckenden Stellung entgegen einer Rückstellkraft in eine die Zugangsöffnung zumindest teilweise freigebende Stellung überführbar ist. Hierdurch wird ein optimaler Berührschutz für den Fall zur Verfügung gestellt, dass der Adapter bestromt ist, also in die Steckdose eingesteckt ist, sich aber kein Stecker in dem Adapter befindet. Gleichzeitig wird durch das Schutzelement ein Eindringen von Schmutz oder Fremdpartikeln in die Zugangsöffnung wirksam verhindert. Das Schutzelement kann durch eine Schwenkbewegung oder durch eine translatorische Bewegung von der abdeckenden Stellung in die die Zugangsöffnung zumindest teilweise freigebende Stellung überführt werden.
In diesem Fall erweist es sich als besonders vorteilhaft, dass neben der Zugangsöffnung zum Kontaktmittel zumindest eine weitere Funktionsöffnung vorgesehen ist, in welche ein Bauteil des Steckers während der Herstellung der Steckverbindung zwischen dem Stecker und dem Adapter eingreift. Dabei kontaktiert das Bauteil des Steckers das Schutzelement während einer Relativbewegung zwischen dem Stecker und dem Adapter und verlagert dadurch das Schutzelement in eine die Zugangsöffnung freigebende Stellung, sodass das Kontaktelement des Steckers ohne Berührung des Schutzelements in die Zugangsöffnung eingeführt werden kann.
Die zweitgenannte Aufgabe wird gelöst mit einem Stecker gemäß dem Patentanspruch 9. Der Unteranspruch 10 betrifft eine besonders zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung.
Erfindungsgemäß ist also ein Stecker zur Verbindung mit einem Adapter vorgesehen, welcher zumindest ein Kontaktelement zur elektrischen Verbindung mit einem Kontaktmittel des Adapters und zumindest eine Ausnehmung zur insbesondere formschlüssigen Aufnahme eines Sicherungselements des Adapters aufweist. Durch eine derartige Ausgestaltung des Steckers kann mit einfachen Mitteln eine prozesssichere Verriegelung des Steckers an dem Adapter erreicht werden. Zur Verriegelung greift das Sicherungselement während der Verlagerung von der ersten Stellung in die zweite Stellung in die Ausnehmung ein und verhindert in der zweiten Stellung ein Trennen der Steckverbindung zwischen dem Stecker und dem Adapter.
Eine alternative Ausgestaltung des Steckers sieht vor, dass dieser einen zur Einführung in eine Funktionsöffnung des Adapters vorgesehenen Dorn aufweist, welcher derart ausgebildet ist, dass ein eine Zugangsöffnung zum Kontaktmittel des Adapters abdeckendes und beweglich gelagertes Schutzelement in eine die Zugangsöffnung freigebende Stellung verlagerbar ist, wobei die Ausnehmung zur Aufnahme des Sicherungselements in dem Dorn angeordnet ist. In diesem Fall ist die Funktion der Verriegelung und die Funktion der Verlagerung der Schutzabdeckung des Adapters in einem einzigen Bauteil integriert, wodurch die Abmessungen des Steckers optimiert werden können.
Zusammenfassend wird festgestellt, dass die Erfindung insbesondere beim Laden von Akkumulatoren von Elektrofahrzeugen einsetzbar ist, wobei das fahrzeugseitig vorhandene Ladekabel durch mehrere unterschiedlich ausgebildete Adapter an die dem jeweiligen Länderstandard ausgebildeten Netzsteckdosen angeschlossen werden kann. Selbstverständlich sind auch andere Einsatzmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Adapters denkbar, insbesondere in den Fällen, wenn eine erhöhte Gebrauchssicherheit und ein Berührschutz, beispielsweise bei Hochvoltverbindungen, erforderlich ist.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in
1 eine Prinzipskizze einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Adapters in einer Seitensicht;
2 die Einzelheit X aus 1 in einer vergrößerten Darstellung;
3 den in 1 dargestellten, mit einem Stecker und einer Steckdose elektrisch verbundenen Adapter;
4 die Einzelheit X aus 3 in einer vergrößerten Darstellung;
5 den in 1 dargestellten und in der Steckdose angeordneten Adapter ohne Stecker;
6 die Einzelheit X aus 5 in einer vergrößerten Darstellung;
7 den Adapter und den Stecker in einer Seitenansicht;
8 eine Ansicht gemäß A-A in 7;
9 eine Prinzipskizze einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Adapters in einer perspektivischen Darstellung;
10 einen Stecker zur Verbindung mit dem in 9 dargestellten Adapter in einer Seitenansicht;
11 eine Prinzipdarstellung der Herstellung einer Steckverbindung zwischen dem Adapter und dem Stecker;
12 den Adapter aus 9 in einer Seitenansicht;
13 die Einzelheit X aus 12 in einer vergrößerten Darstellung;
14 den Adapter aus 12 mit dem Stecker aus 10;
15 die Einzelheit X aus 14 in einer vergrößerten Darstellung;
16 eine Steckverbindung zwischen dem Adapter aus 12, dem Stecker aus 10 und einer Steckdose;
17 die Einzelheit X aus 16 in einer vergrößerten Darstellung.
Die 1 bis 8 zeigen verschiedene Darstellungen einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Adapters 1. 1 zeigt eine Prinzipskizze des Adapters 1 in einer Seitenansicht, welcher, wie in 3 dargestellt ist, zur elektrischen Steckverbindung mit einem Stecker 2 und einer Steckdose 3 vorgesehen ist. Der Stecker 2 ist mit einem Ladekabel 4 eines nicht dargestellten Elektrofahrzeugs verbunden. Die Steckdose 3 ist als haushaltsübliche Netzsteckdose ausgebildet. Der Adapter 1 weist ein beweglich gelagertes und als zylindrischer Stift ausgebildetes Sicherungselement 5 auf, welches von der in 1 dargestellten ersten Stellung in die in den 2 und 3 dargestellten zweiten Stellung verlagert werden kann. Das Sicherungselement 5 ist mit einer in Richtung der ersten Stellung gerichteten Kraft F beaufschlagt, sodass es entgegen dieser Kraft F von der ersten Stellung in die zweite Stellung verlagerbar ist. Die Kraft F wird durch eine in 2, welche die Einzelheit X aus 1 in einer vergrößerten Ansicht zeigt, dargestellte Feder 6 erzeugt. Die Feder 6 ist als Schraubenfeder ausgebildet, wobei das Sicherungselement 5 in einem von der Schraubenfeder begrenzten Raum angeordnet ist. Die Feder 6 stützt sich zwischen einem Vorsprung 7, welcher fest mit dem Sicherungselement 5 verbunden ist, und einem ortsfesten Bauteil 8 des Adapters 1, beispielsweise dem Adaptergehäuse, ab. 2 zeigt die entspannte Feder 6 bei einem in der ersten Stellung angeordneten Sicherungselement 5. In dieser ersten Stellung ragt das Sicherungselement 5, wie in 1 zu erkennen ist, mit einem Endabschnitt 9 aus einer Oberfläche 10 des Adapters 1 heraus, und zwar in dem Bereich, in welchem auch die zur elektrischen Kontaktierung mit der Steckdose 3 vorgesehenen Kontaktstifte 11 angeordnet sind.
Bei einem Einsteckvorgang des Adapters 1 in die Steckdose 3 kommt der Endabschnitt 9 des Sicherungselements 5 zunächst in Kontakt mit einer Oberfläche 12 der Steckdose 3 bzw. einer die Steckdose 3 begrenzenden Fläche. Bei einer weiteren Bewegung des Adapters 1 in Richtung der Steckdose 3 wird das Sicherungselement 5 des Adapters 1 entgegen der Kraft F der Feder 6 in die zweite Stellung verlagert. In dieser in den 3 und 5 dargestellten zweiten Stellung ragt ein dem Endabschnitt 9 gegenüberliegender Endabschnitt 13 des Sicherungselements 5 aus einer der Steckdose 3 abgewandten Oberfläche 14 des Adapters 1 heraus.
Wenn bei dem Einsteckvorgang des Adapters 1 in die Steckdose 3 der mit dem Ladekabel 4 verbundene Stecker 2 bereits mit dem Adapter 1 verbunden ist, greift der Endabschnitt 13 des Sicherungselements 5 in der zweiten Stellung formschlüssig in eine entsprechend ausgebildete Ausnehmung 15 im Stecker 2 ein und verriegelt dadurch den Stecker 2 am Adapter 1. Der Stecker 2 kann in der in 3 dargestellten zweiten Stellung des Sicherungselements 5 nicht vom Adapter 1 getrennt werden. Eine Trennung der Steckverbindung zwischen dem Stecker 2 und dem Adapter 1 ist ausschließlich bei einem in der ersten Stellung angeordneten Sicherungselement 5, also wenn der Endabschnitt 9 aus dem Adapter 1 herausragt, möglich. Hierzu muss zunächst der mit dem Stecker 2 verbundene Adapter 1 aus der Steckdose 3 herausgezogen werden. Durch die auf das Sicherungselement 5 einwirkende Kraft F bewegt sich das Sicherungselement 5 dann automatisch in die erste Stellung, wobei der Endabschnitt 13 des Sicherungselements 5 aus der Ausnehmung 15 des Steckers 2 herausgezogen wird und sich der andere Endabschnitt 9 des Sicherungselements 5 aus dem Adapter 1 heraus in die erste Stellung bewegt.
Für den Fall, dass der Stecker 2 bei dem Einsteckvorgang des Adapters 1 in die Steckdose 3 nicht mit dem Adapter 1 verbunden ist, also ausschließlich der Adapter 1 in die Steckdose 3 eingesteckt wird, wird das Sicherungselement 5 ebenfalls, wie bereits beschrieben, in die zweite Stellung verfahren. Allerdings ragt dann der Endabschnitt 13 des Sicherungselements 5, wie in 5 dargestellt, derart in einen Verbindungsbereich mit dem Stecker 2 hinein, dass eine Steckverbindung zwischen dem Stecker 2 und dem Adapter 1 nicht hergestellt werden kann. Eine Kontaktierung bzw. die Herstellung der Steckverbindung zwischen dem Stecker 2 und dem Adapter 1 ist ausschließlich bei einem in der ersten Stellung angeordneten Sicherungselement 5 möglich.
Bei dem in den 1 bis 8 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel ist die Herstellung bzw. das Trennen der Steckverbindung zwischen dem Stecker 2 und dem Adapter 1 bei einem in der zweiten Stellung angeordneten Sicherungselement 5 deshalb nicht möglich, weil der Adapter 1 und der Stecker 2 in einer Ebene relativ zueinander bewegt werden müssen, welche sich senkrecht zur Längserstreckung der Kontaktstifte 11 des Adapters 1 erstreckt. Die Relativbewegung in genau dieser Ebene wird jedoch durch den in der zweiten Stellung des Sicherungselements 5 aus der Oberfläche 14 des Adapters 1 herausragenden Endabschnitt 13 verhindert, sodass weder ein Trennen noch ein Herstellen der Steckverbindung zwischen dem Adapter 1 und dem Stecker 2 möglich ist.
Wie der 7 und der 8, welche eine Ansicht gemäß der Linie A-A in 7 zeigt, zu entnehmen ist, kann die Relativbewegung zur Herstellung bzw. zum Trennen der Steckverbindung zwischen dem Adapter 1 und dem Stecker 2 sowohl translatorisch, nämlich in Richtung der Pfeile 16, oder rotatorisch, nämlich in Richtung des Pfeils 17, ausgebildet sein. Die Steckverbindung zwischen Adapter 1 und Stecker 2 kann also durch eine Drehbewegung (Pfeil 17) oder ein Aufschieben (Pfeile 16) von den beiden Seiten, von oben oder von unten erfolgen. Durch das Herstellen der Steckverbindung ergibt sich dann eine elektrische Kontaktierung zwischen im Adapter 1 angeordneten und als Buchsen ausgebildeten Kontaktmitteln 18 und am Stecker 2 angeordneten und als Stifte ausgebildeten Kontaktelementen 19.
Die 9 bis 17 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Adapters 1. Der zur elektrischen Steckverbindung mit einem Stecker 2 und einer Steckdose 3 vorgesehene Adapter 1 ist, wie in 9 dargestellt, als Zylinder ausgebildet. Der Adapter 1 weist ebenfalls ein beweglich gelagertes Sicherungselement 5 auf, welches von einer ersten Stellung in eine zweite Stellung verlagert werden kann. In 9 ist das Sicherungselement 5 in der ersten Stellung angeordnet, sodass ein Endabschnitt 9 des Sicherungselements 5 aus einer Oberfläche 10 einer Stirnseite 20 des Adapters 1 herausragt. Weiterhin weist der Adapter 1 zwei aus der Oberfläche 10 hervorstehende Kontaktstifte 11 zur elektrischen Kontaktierung mit einer in 9 nicht dargestellten Steckdose 3 auf. In einer Mantelfläche 21 des Adapters 1 sind vier Zugangsöffnungen 22 mit einem runden Querschnitt und eine Funktionsöffnung 23 mit einem rechteckigen Querschnitt angeordnet. Die elektrischen Kontaktmittel 18 des Adapters 1 sind über zur Mantelfläche 21 hin offene Nuten 24 mit den Zugangsöffnungen 22 bzw. der Funktionsöffnung 23 verbunden. Dabei ist eine Breite der jeweiligen Nut 24 kleiner als ein Durchmesser der jeweiligen Zugangsöffnung 22. Außerdem weist der Adapter 1 ein die Zugangsöffnungen 22, die Funktionsöffnung 23 und die Nuten 24 abdeckendes Schutzelement 25 auf. Das Schutzelement 25 ist beweglich gelagert und kann von einer in 9 dargestellten Stellung, in welcher die Öffnungen 22, 23 und die Nuten 24 abgedeckt sind, in eine die Öffnungen 22, 23 und die Nuten 24 zumindest teilweise freigebende Stellung überführt werden. Hierbei kann das Schutzelement 25 sowohl um eine Achse verschwenkt als auch translatorisch bewegt werden.
Der in 10 dargestellte und mit einem Ladekabel 4 für ein Elektrofahrzeug verbundene Stecker 2 weist vier t-förmig ausgebildete Kontaktelemente 19 und einen sich parallel zu den Kontaktelementen 19 erstreckenden Dorn 26 auf. Die Kontaktelemente 19 bestehen aus einem Schaft 27 und einem sich senkrecht zu dem Schaft 27 erstreckenden Querelement 28. Dabei ist eine Breite oder ein Durchmesser des Schafts 27 zumindest geringfügig kleiner als die Breite der im Adapter 1 angeordneten Nut 24 und eine Breite oder ein Durchmesser des Querelements 28 ist zumindest geringfügig kleiner als der Durchmesser der Zugangsöffnungen 22 im Adapter 1. Eine Länge des Dorns 26 ist größer als eine Länge der Kontaktelemente 19. In einem dem Ladekabel 4 abgewandten Bereich weist der Dorn 26 eine als Durchbrechung ausgebildete Ausnehmung 15 auf.
Zur Herstellung der Steckverbindung zwischen dem Stecker 2 und dem Adapter 1 wird dieser zunächst translatorisch in Richtung des Adapters 1 bewegt (Richtungspfeil 29 in 11), und zwar derart, dass zunächst ein in 14 gezeigter Endabschnitt 30 des Dorns 26 in die Funktionsöffnung 23 des Adapters 1 eingreift und dadurch das beweglich gelagerte Schutzelement 25 derart verlagert, dass die Zugangsöffnungen 22 in der Mantelfläche 21 des Adapters 1 freigegeben werden. Bei einer weiteren Bewegung des Steckers 2 in Richtung des Richtungspfeils 29 greifen dann auch die Querelemente 28 der Kontaktelemente 19 des Steckers 2 durch die Zugangsöffnungen 22 des Adapters 1 hindurch. Im Anschluss erfolgt dann eine Rotationsbewegung des Steckers 2 gemäß des Richtungspfeils 31 in 11, und zwar bis die Kontaktelemente 19 des Steckers 2 die Kontaktmittel 18 des Adapters 1 am Ende der Nuten 24 erreichen und diese kontaktieren (siehe 14). In dieser Anordnung ist eine radiale Bewegung des Steckers 2 relativ zum Adapter 1 durch eine formschlüssige Verbindung zwischen den Kontaktelementen 19 und den Nuten 24 nicht mehr möglich.
In 12 ist eine Prinzipskizze des Adapters 1 in einer Seitenansicht dargestellt. Das Sicherungselement 5 ist in der ersten Stellung angeordnet, wobei der Endabschnitt 9 des Sicherungselements 5 aus der Oberfläche 10 bzw. aus der Stirnseite 20 des Adapters 1 herausragt. Durch eine in 13, welche die Einzelheit X aus 12 in einer vergrößerten Darstellung zeigt, dargestellte Kraft F wird das Sicherungselement 5 in der ersten Stellung gehalten. Dabei wird die Kraft F durch eine zwischen einem Vorsprung 7 des Sicherungselements 5 und dem Bauteil 8 des Adapters 1 gelagerte Feder 6 erzeugt.
14 zeigt den bereits mit dem Stecker 2 verbundenen Adapter 1. Der Adapter 1 ist noch nicht in der Steckdose 3 angeordnet, sodass sich das Sicherungselement 5 noch in der ersten Stellung befindet (15).
16 zeigt den in die Steckdose 3 eingesteckten Adapter 1 mit dem in den Adapter 1 eingesteckten Stecker 2. Beim Einsteckvorgang des Adapters 1 in die Steckdose 3 verlagert sich das Sicherungselement 5 in die dargestellte zweite Stellung. Das Sicherungselement 5 bewegt sich in axialer Richtung, sodass ein Endabschnitt 13 des Sicherungselements 5 in die in dem Dorn 26 angeordnete Durchbrechung bzw. Ausnehmung 15 eingreift Hierdurch wird der Stecker 2 am Adapter 1 verriegelt. Eine zum Trennen der Steckverbindung zwischen dem Adapter 1 und dem Stecker 2 erforderliche rotatorische Bewegung zwischen dem Stecker 2 und dem Adapter 1 ist nun nicht mehr möglich. Während der Bewegung des Sicherungselements 5 von der ersten Stellung in die zweite Stellung wird die Feder 6, wie in 17 dargestellt, zwischen dem Vorsprung 7 und dem Bauteil 8 komprimiert.
Auch wenn der Adapter 1 ohne den Stecker 2 in die Steckdose 3 eingeführt wird, bewegt sich das Sicherungselement 5 in die zweite Stellung. Eine Montage des Steckers 2 an dem Adapter 1 ist in diesem Zustand allerdings nicht möglich, da der Endabschnitt 13 des Sicherungselements 5 eine Rotationsbewegung des Steckers 2 zur Herstellung der Steckverbindung zwischen Stecker 2 und Adapter 1 blockiert.
Zur Abdichtung der Steckverbindung zwischen dem Adapter 1 und dem Stecker 2 ist eine Dichtung 32, beispielsweise ein O-Ring, vorgesehen, welche zwischen dem Adapter 1 und dem Stecker 2 angeordnet ist (3). Die Dichtung 32 verhindert ein Eindringen von Flüssigkeit, Feuchtigkeit oder festen Partikeln und kann am Adapter 1 (5) und/oder am Stecker 2 angeordnet bzw. auswechselbar fixiert sein.
Bezugszeichenliste

1: Adapter
2: Stecker
3: Steckdose
4: Ladekabel
5: Sicherungselement
6: Feder
7: Vorsprung
8: Bauteil
9: Endabschnitt
10: Oberfläche
11: Kontaktstift
12: Oberfläche
13: Endabschnitt
14: Oberfläche
15: Ausnehmung
16: Pfeil
17: Pfeil
18: Kontaktmittel
19: Kontaktelement
20: Stirnseite
21: Mantelfläche
22: Zugangsöffnung
23: Funktionsöffnung
24: Nut
25: Schutzelement
26: Dorn
27: Schaft
28: Querelement
29: Richtungspfeil
30: Endabschnitt
31: Richtungspfeil
32: Dichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1527501 B1 [0004]
DE 8702758 U1 [0005]
DE 202011051961 U1 [0005]
US 4484185 A [0005]

Claims

Ein zur elektrischen Steckverbindung mit einem Stecker (2), insbesondere mit einem an einem Ladekabel (4) für ein Elektrofahrzeug angeordneten Stecker (2), und einer Steckdose (3), insbesondere einer Netzsteckdose, vorgesehener Adapter (1) weist ein beweglich gelagertes Sicherungselement (5) auf, welches durch einen Einsteckvorgang des Adapters (1) in die Steckdose (3) von einer ersten Stellung in eine zweite Stellung verlagerbar ist, wobei die Steckverbindung zwischen dem Stecker (2) und dem Adapter (1) ausschließlich bei dem in der ersten Stellung angeordneten Sicherungselement (5) herstellbar ist und wobei das in der zweiten Stellung angeordnete Sicherungselement (5) einerseits dazu ausgebildet ist, eine Herstellung der Steckverbindung zwischen dem Stecker (2) und dem Adapter (1) zu verhindern und andererseits dazu ausgebildet ist, derart, insbesondere formschlüssig, in eine Ausnehmung (15) des Steckers (2) einzugreifen, dass ein Trennen der bereits vor der Verlagerung des Sicherungselements (5) hergestellten Steckverbindung zwischen dem Stecker (2) und dem Adapter (1) nicht möglich ist.
Adapter (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement (5) mit einer in Richtung der ersten Stellung gerichteten Kraft (F) beaufschlagt ist, sodass das Sicherungselement (5) entgegen dieser Kraft (F) von der ersten Stellung in die zweite Stellung verlagerbar ist.
Adapter (1) nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft (F) durch eine Feder (6), insbesondere eine Schraubenfeder, erzeugbar ist.
Adapter (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement (5) durch eine Translationsbewegung von der ersten Stellung in die zweite Stellung verlagerbar ist, welche insbesondere parallel zu einem in die Steckdose (3) einsteckbaren Kontaktstift (11) des Adapters (1) ausgerichtet ist.
Adapter (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement (5) einen im Adapter (1) beweglich gelagerten, insbesondere zylindrischen Stift umfasst.
Adapter (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das in der ersten Stellung angeordnete Sicherungselement (5) derart aus dem Adapter (1) hervorsteht, dass es sich bei dem Einsteckvorgang des Adapters (1) in die Steckdose (3) an einer Oberfläche (12) der Steckdose (3) oder einer die Steckdose (3) begrenzenden Fläche abstützt.
Adapter (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter (1) zumindest ein Kontaktmittel (18) zur elektrischen Kontaktierung des Steckers (2) aufweist, wobei eine Zugangsöffnung (22) zum Kontaktmittel (18) durch ein beweglich gelagertes Schutzelement (25) abdeckbar ist, welches während der Herstellung der Steckverbindung zwischen dem Stecker (2) und dem Adapter (1) von einer die Zugangsöffnung (22) abdeckenden Stellung entgegen einer Rückstellkraft in eine die Zugangsöffnung (22) zumindest teilweise freigebende Stellung überführbar ist.
Adapter (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass neben der Zugangsöffnung (22) zum Kontaktmittel (18) zumindest eine weitere Funktionsöffnung (23) vorgesehen ist, in welche ein Bauteil des Steckers (2) während der Herstellung der Steckverbindung zwischen dem Stecker (2) und dem Adapter (1) eingreift.
Stecker (2) zur Verbindung mit einem Adapter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass dieser zumindest ein Kontaktelement (19) zur elektrischen Verbindung mit einem Kontaktmittel (18) des Adapters (1) und zumindest eine Ausnehmung (15) zur insbesondere formschlüssigen Aufnahme eines Sicherungselements (5) des Adapters (1) aufweist.
Stecker (2) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass dieser einen zur Einführung in eine Funktionsöffnung (23) des Adapters (1) vorgesehenen Dorn (26) aufweist, welcher derart ausgebildet ist, dass ein eine Zugangsöffnung (22) zum Kontaktmittel (18) des Adapters (1) abdeckendes und beweglich gelagertes Schutzelement (25) in eine die Zugangsöffnung (22) freigebende Stellung verlagerbar ist und/oder dass die Ausnehmung (15) zur Aufnahme des Sicherungselements (5) in dem Dorn (26) angeordnet ist.