DE102012101094B4 - Connector, device with connector and corresponding connector arrangement - Google Patents
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Abstract
Steckverbinder (10), insbesondere Steckdose, zum Herstellen einer elektrischen Steckverbindung mit einem Gegensteckverbinder (24) für ein elektrisches Anschließen eines einen Elektro- oder Hybridantrieb aufweisenden Fahrzeugs an eine Ladeeinrichtung, mit
einem in einem Wanddurchbruch einer Wand montierbaren Steckverbinder-Gehäuse (12), das mindestens einen Befestigungsbereich (20) zur Befestigung an der Wand aufweist,
einem aus dem Steckverbinder-Gehäuse (12) ausfahrbaren und in das Steckverbinder-Gehäuse (12) einfahrbaren Sicherungselement (26) zum Sichern einer Verriegelung der beiden Steckverbinder (10, 24) und
einem direkt an dem Befestigungsbereich (20) befestigbaren und/oder befestigten Kraftableitelement (36) zu einer ein Eindrücken des Sicherungselements (26) in das Steckverbinder-Gehäuse (12) verhindernden Ableitung von in Einfahr-Richtung auf das ausgefahrene Sicherungselement (26) wirkenden äußeren Kräften in den Befestigungsbereich (20) .
Plug connector (10), in particular socket, for producing an electrical plug connection with a mating connector (24) for electrically connecting a vehicle having an electric or hybrid drive to a charging device
a connector housing (12) that can be mounted in a wall opening and has at least one fastening area (20) for fastening to the wall,
a securing element (26) which can be extended out of the connector housing (12) and retracted into the connector housing (12) to ensure that the two connectors (10, 24) are locked and
a force dissipation element (36) that can be fastened and/or is fastened directly to the fastening area (20) to prevent the safety element (26) from being pressed into the connector housing (12) and to divert external forces acting on the extended safety element (26) in the retracting direction Forces in the mounting area (20).
Description
Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder, insbesondere eine Steckdose, zum Herstellen einer elektrischen Steckverbindung mit einem Gegensteckverbinder, insbesondere einem Stecker, für ein elektrisches Anschließen eines einen Elektro- oder Hybridantrieb aufweisenden Fahrzeugs an eine Ladeeinrichtung.The invention relates to a plug connector, in particular a socket, for producing an electrical plug connection with a mating connector, in particular a plug, for electrically connecting a vehicle having an electric or hybrid drive to a charging device.
Im Bereich von E-Mobility-Applikationen sind Steckverbinder mit Verriegelung bekannt und normativ vorgesehen, um elektrische Energie von einer Ladeeinrichtung zum Aufladen eines in dem Elektrofahrzeug vorgesehenen Fahrzeugakkumulators zu übertragen.In the field of e-mobility applications, plug-in connectors with a lock are known and provided by standards in order to transmit electrical energy from a charging device for charging a vehicle accumulator provided in the electric vehicle.
Dazu kann an der Ladeeinrichtung und an dem Elektrofahrzeug jeweils eine Steckdose vorgesehen sein, sodass mittels eines Verbindungskabels, das an beiden Enden je einen zu den Steckdosen korrespondierenden Kabelstecker aufweist, eine elektrische Verbindung zwischen der Ladeeinrichtung und dem Fahrzeug herstellbar ist.For this purpose, a socket can be provided on the charging device and on the electric vehicle, so that an electrical connection can be established between the charging device and the vehicle by means of a connecting cable, which has a cable plug at both ends that corresponds to the sockets.
Die
Die
Mittlerweile gibt es weltweit eine Vielzahl von unterschiedlichen Normen, die unter anderem auch vorgeben, auf welche Weise ein Lösen der Verriegelung und ein Ziehen des Ladesteckers während des Ladevorgangs verhindert werden soll. Bei einer dieser Normen wird beim Ladevorgang ein Sicherungsstift eines steckdosenseitigen Sicherungselements entgegen der Steckrichtung in den Schwenkbereich des Verriegelungshebels des Ladesteckers gefahren, sodass der Verriegelungshebel während des Ladevorgangs nicht mehr aus der Klinke der Steckdose gelöst werden kann.There are now a large number of different standards worldwide which, among other things, also stipulate how the locking mechanism should be prevented from being released and the charging plug being pulled out during the charging process. In one of these standards, during the charging process, a safety pin of a safety element on the socket side is moved into the pivoting area of the locking lever of the charging connector in the opposite direction to the plugging direction, so that the locking lever can no longer be released from the latch of the socket during the charging process.
Ein solches Sicherungselement könnte jedoch durch äußere Kräfte, die eine Komponente entgegen der Ausfahr-Richtung des Sicherungselements auf dieses Element wirken, dauerhaft in den Steckverbinder eingedrückt werden. Neben dem Verlust der Sicherungsfunktion könnten weitere Schäden am Steckverbinder entstehen, die von außen nicht erkennbar sind.However, such a securing element could be permanently pressed into the plug connector by external forces which act on this element by a component counter to the extension direction of the securing element. In addition to the loss of the safety function, further damage to the connector could occur that is not visible from the outside.
Aus der
Die
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen anzugeben, die die genannten Schwierigkeiten ausräumen und somit verhindern, dass eine Verriegelung der beiden Steckverbinder während des Ladevorgangs gelöst werden kann.The invention is based on the object of specifying measures that eliminate the difficulties mentioned and thus prevent the locking of the two connectors from being able to be released during the charging process.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.The object is achieved according to the invention by the features of the independent claims. Advantageous refinements of the invention are specified in the dependent claims.
Der erfindungsgemäße Steckverbinder umfasst (i) ein in einem Wanddurchbruch einer Wand montierbares Steckverbinder-Gehäuse, das mindestens einen Befestigungsbereich zur Befestigung an der Wand aufweist, (ii) ein aus dem Steckverbinder-Gehäuse ausfahrbares und in das Steckverbinder-Gehäuse einfahrbares Sicherungselement zum Sichern einer Verriegelung der beiden Steckverbinder und (iii) ein direkt an dem Befestigungsbereich befestigbares und/oder befestigtes Kraftableitelement zur Ableitung von in Einfahr-Richtung auf das Sicherungselement wirkenden äußeren Kräften in den Befestigungsbereich. Das Ein- und Ausfahren des Sicherungselements ist im Allgemeinen lediglich ein Ein- und Ausfahren eines Teilbereichs des Sicherungselements (einem Sicherungsstift dieses Sicherungselements). Mindestens ein weiterer Teilbereich des Sicherungselements ist bei dem montierten Steckverbinder nach außen vom Steckverbinder-Gehäuse, insbesondere vom Befestigungsbereich dieses Gehäuses, permanent abgedeckt. Das Kraftableitelement ist insbesondere ein Kraftableitelement aus Metall.The connector according to the invention comprises (i) a connector housing that can be mounted in a wall opening and has at least one fastening area for fastening to the wall, (ii) a securing element that can be extended out of the connector housing and retracted into the connector housing for securing a Locking of the two plug connectors and (iii) a force dissipation element that can be attached and/or is attached directly to the attachment area for dissipating external forces acting on the securing element in the insertion direction into the attachment area. The retraction and extension of the securing element is generally only retraction and extension of a portion of the securing element (a securing pin of this securing element). At least one further subarea of the securing element is permanently covered on the outside by the connector housing, in particular by the fastening area of this housing, when the connector is assembled. The force dissipation element is in particular a force dissipation element made of metal.
Durch die erfindungsgemäße Lösung wird es also verhindert oder zumindest deutlich erschwert, dass das Sicherungselement entgegen der Richtung, in der es zur Sicherung der Verriegelung beim Laden hinausfährt, durch äußere Krafteinwirkung dauerhaft in das Gehäuse eingedrückt wird. Weiterhin wird die einwirkende Kraft in einen gut sichtbaren Außenbereich abgeleitet. Eine unerwünschte Manipulation durch Krafteinwirkung auf das Sicherungselement kann somit wesentlich einfacher erkannt werden.The solution according to the invention thus prevents or at least makes it significantly more difficult for the securing element to be permanently pressed into the housing by external force against the direction in which it moves out to secure the locking mechanism during loading. Furthermore, the acting force is diverted to a clearly visible outside area. Undesirable manipulation due to the application of force to the security element can thus be detected much more easily.
Wenn das Kraftableitelement des montierten Steckverbinders am Befestigungsbereich und der Wand befestigt ist, ergibt sich eine besonders hohe Festigkeit und dadurch ein besonders guter Schutz vor einem unerwünschten permanenten Eindrücken des Sicherungselements.If the force dissipation element of the assembled plug connector is attached to the attachment area and the wall, this results in a particularly high level of strength and therefore particularly good protection against the securing element being undesirably permanently pressed in.
Mit Vorteil ergänzt das Kraftableitelement das Steckverbinder-Gehäuse und deckt zumindest einen Teilbereich des Sicherungselements nach außen ab.The force dissipation element advantageously supplements the connector housing and covers at least a partial area of the securing element from the outside.
Insbesondere weist das Steckverbinder-Gehäuse einen das Steckergesicht des Steckverbinders umgebende (Flansch-)Krempe auf, der den mindestens einen Befestigungsbereich bildet.In particular, the connector housing has a (flanged) rim that surrounds the plug face of the connector and forms the at least one fastening area.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Steckverbinder weiterhin einen Aktuator auf, der zum Antreiben des Aus- und Einfahrens des Sicherungselements mit diesem in Wirkverbindung steht. Dieser Aktuator ist bevorzugt elektrisch ansteuerbar.According to a preferred embodiment of the invention, the plug connector also has an actuator which is operatively connected to the securing element in order to drive it in and out. This actuator is preferably electrically controllable.
Dabei ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen, dass das Kraftableitelement mit dem Sicherungselement über eine antriebsseitige Lagerung des Sicherungselements verbunden ist. Diese Lagerung ist in den meisten Fällen nicht die einzige Lagerung. Im einfachsten Fall dieser Fälle durchtaucht der entsprechende Teilbereich des Sicherungselements beim Ein- und Ausfahren eine Öffnung (einen Durchbruch) in einer Gehäusewand des Steckverbindergehäuses, insbesondere den als Gehäusewand ausgebildeten Befestigungsbereich. Diese Öffnung bildet ebenfalls ein Lager des Sicherungselements.It is provided in an advantageous embodiment that the force dissipation element is connected to the securing element via a drive-side bearing of the securing element. In most cases, this storage is not the only storage. In the simplest of these cases, the corresponding partial area of the securing element penetrates through an opening (a breakthrough) in a housing wall of the connector housing, in particular the fastening area designed as a housing wall, when it is moved in and out. This opening also forms a bearing of the fuse element.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Kraftableitelement einen Steg aufweist, der zur Kraftableitung in eine Nut der antriebsseitigen Lagerung eingreift oder eine Nut aufweist, in die zur Kraftableitung ein Steg der antriebsseitigen Lagerung eingreift.In a further preferred embodiment it is provided that the force dissipation element has a web which engages in a groove of the drive-side bearing for force dissipation or has a groove in which a web of the drive-side bearing engages for force dissipation.
Gemäß einer anderen besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Kraftableitelement das Sicherungselement im Bereich der Wand und des Befestigungsbereichs und/oder im Bereich der antriebsseitigen Lagerung des Sicherungselements im Steckverbinder beidseitig umgreift. Die Belastung des Kraftableitelements beim Einwirken von Kräften ist so im Wesentlichen eine axiale Zugbelastung.According to another particularly preferred embodiment of the invention, it is provided that the force dissipation element encompasses the securing element on both sides in the area of the wall and the fastening area and/or in the area of the drive-side mounting of the securing element in the plug connector. The load on the force dissipation element when forces are applied is essentially an axial tensile load.
Ferner ist gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Sicherungselement von dem Aktuator mittels einer zwischengeschalteten Führungseinrichtung ein- und ausfahrbar ist, wobei diese Führungseinrichtung die antriebsseitige Lagerung des Sicherungselements im Steckverbinder bildet. Diese Führungseinrichtung kann zum Beispiel auch eine Drehbewegung des Aktuators in die Linearbewegung des Sicherungselements wandeln.Furthermore, according to a further preferred embodiment of the invention, it is provided that the securing element can be retracted and extended by the actuator by means of an interposed guide device, this guide device forming the drive-side mounting of the securing element in the plug connector. This guide device can, for example, also convert a rotary movement of the actuator into a linear movement of the securing element.
In diesem Zusammenhang ist weiterhin bevorzugt, dass die Führungseinrichtung eine Kulisse für einen Eingriff eines Führungsbolzens des Sicherungselements aufweist. Mittels einem solchen Eingriff des Führungsbolzens in die Kulisse kann die vorgenannte Bewegungswandlung einfach vorgenommen werden.In this context, it is also preferred that the guide device has a connecting link for engaging a guide pin of the securing element. By means of such an engagement of the guide pin in the connecting link, the aforesaid conversion of movement can be carried out in a simple manner.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Kraftableitelement an mindestens einem Befestigungspunkt an dem Befestigungsbereich und der Wand befestigt ist, der auch zur Befestigung des Steckverbinder-Gehäuses mit der Wand genutzt wird. Dieser mindestens eine Befestigungspunkt ist besonders stabil und fest.According to a preferred embodiment of the invention, it is provided that the force dissipation element is attached to the attachment area and the wall at at least one attachment point, which is also used to attach the connector housing to the wall. This at least one attachment point is particularly stable and strong.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Steckverbinder ein separates oder separierbares Gehäuseteil zur Einhausung des Sicherungselements aufweist.According to a further preferred embodiment of the invention, it is provided that the connector has a separate or separable housing part for enclosing the fuse element.
Schließlich ist mit Vorteil vorgesehen, dass der Steckverbinder mindestens eine Eingriff- und/oder Hintergriffstruktur zur Bildung der Verriegelung der beiden Steckverbinder mit einer Gegenstruktur des Gegensteckverbinders aufweist. Die Verriegelung kann zum Beispiel ähnlich der in der
Die Erfindung betrifft weiterhin eine als Fahrzeug mit Elektro- oder Hybridantrieb oder als Ladeeinrichtung ausgebildete Einrichtung mit einer einen Wanddurchbruch aufweisenden Wand und einem vorgenannten Steckverbinder, der in diesem Wanddurchbruch montiert ist. Insbesondere ist vorgesehen, dass der Aktuator des Steckverbinders von der Einrichtung ansteuerbar ist. Dazu ist der Aktuator mit einem Steuergerät der Einrichtung signaltechnisch verbunden.The invention further relates to a device designed as a vehicle with an electric or hybrid drive or as a charging device with a wall having a wall opening and an aforementioned plug connector which is mounted in this wall opening. In particular, it is provided that the actuator of the connector can be controlled by the device. For this purpose, the actuator is connected in terms of signals to a control unit of the device.
Die Erfindung betrifft schließlich noch eine Steckverbinderanordnung mit einem vorgenannten Steckverbinder und mit einem Gegen-Steckverbinder, insbesondere einem Stecker, wobei der Gegen-Steckverbinder eine Struktur, insbesondere eine Gegenstruktur zur Eingriff- und/oder Hintergriffstruktur des Steckverbinders für die Bildung der Verriegelung der beiden aufeinander gesteckten Steckverbinder aufweist.Finally, the invention also relates to a connector arrangement with an aforementioned connector and with a mating connector, in particular a connector, the mating connector having a structure, in particular a mating structure for engaging and/or engaging behind the connector for forming the locking of the two on each other plugged connector has.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung anhand einer bevorzugten Ausführungsform näher erläutert:
Es zeigen
-
1 einen Steckverbinder gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mit eingefahrenem Sicherungselement, -
2 den in1 gezeigten Steckverbinder mit ausgefahrenem Sicherungselement, -
3 den Steckverbinder ohne sein Kraftableitelement und ohne seinen separierbaren Gehäuseteil zur Einhausung des Sicherungselements, -
4 eine weitere Ansicht des Steckverbinders, bei der das Kraftableitelement besonders deutlich sichtbar ist und -
5 eine Steckverbinderanordnung mit dem Steckverbinder und einem entsprechenden Gegen-Steckverbinder.
Show it
-
1 a connector according to a preferred embodiment of the invention with a retracted securing element, -
2 the in1 connector shown with extended locking element, -
3 the connector without its force dissipation element and without its separable housing part for enclosing the fuse element, -
4 another view of the connector, in which the force dissipation element is particularly clearly visible and -
5 a connector assembly with the connector and a corresponding mating connector.
Der Steckverbinder 10, welcher vorliegend als Steckdose ausgeführt ist, dient zum elektrischen Anschließen eines Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeugs, mit einem Elektro- oder einem Hybridantrieb an eine Ladeeinrichtung, wobei ein dem Fahrzeug zugeordneter Fahrzeugakkumulator durch von der Ladeeinrichtung bereitgestellter elektrischer Energie aufgeladen werden kann. Dazu weist der Steckverbinder 10 ein Steckverbinder-Gehäuse 12 mit mehreren elektrischen Kontakten 14 auf, mittels derer eine elektrische Verbindung, genauer gesagt eine Steckverbindung, zwischen dem Steckverbinder 10 und einem erst später gezeigten Gegen-Steckverbinder hergestellt werden kann. Die Kontakte 14 sind in diesem Ausführungsbeispiel als Kontaktbuchsen ausgebildet, deren Anordnung ein Steckergesicht des Steckverbinders bestimmt. Die Anordnung der Kontakte 14 ist von einem hervorstehenden Steckkragen 16 des Steckverbinder-Gehäuses 12 umgeben. Dieser Steckkragen 16 ist seinerseits von einer umlaufenden Krempe 18 umgeben, die bei einer Montage des Steckverbinders 10 in einem WandDurchbruch einer Wand als Einsteck-Anschlag dient und gleichzeitig die Befestigungsbereiche 20 zur Befestigung an der Wand bildet. Die Wand ist die Wand einer als Ladeeinrichtung oder als Fahrzeugs mit Elektro- oder Hybridantrieb ausgebildeten Einrichtung.The
Am Außenumfang des Steckkragens 16 ist eine Ausnehmung ausgebildet, die eine Eingriff- und/oder Hintergriffstruktur 22 einer lösbaren Verriegelung des Steckverbinders mit einem auf den Steckverbinder 10 gesteckten Gegen-Steckverbinder 24 bildet. Der entsprechende Gegen-Steckverbinder 24 ist als Stecker (Ladestecker) ausgebildet und zusammen mit dem als Steckdose ausgebildeten Steckverbinder 10 in
Der Steckverbinder 10 weist weiterhin ein aus dem Steckverbinder-Gehäuse 12 ausfahrbares und in das Steckverbinder-Gehäuse 12 einfahrbares Sicherungselement 26 zum Sichern der Verriegelung der beiden Steckverbinder 10, 24 auf. Dieses Sicherungselement 26 weist einen Sicherungsstift auf. Zur Sicherung der Verriegelung ist der in
In den Befestigungsbereichen 20 sind Bohrungen 34 für eine Verschraubung des Steckverbinder-Gehäuses 12 mit der Wand vorgesehen. Zwei dieser Bohrungen 34 sind gleichzeitig Befestigungspunkte eines Kraftableitelements 36.
Das Kraftableitelement 36 ist ein Element zur Ableitung von in Einfahr-Richtung (Pfeil 38) auf das Sicherungselement 26 wirkenden äußeren Kräften in den Befestigungsbereich 20 des Gehäuses 12 und in die Wand der Ladeeinrichtung oder des Fahrzeugs.The
Das in
Es ergeben sich folgende Montageschritte und die folgende Funktion des Kraftableitelements 36:
- Der
Deckel der Führungseinrichtung 40 wird auf die Welle desAktuators 32 gesteckt.Die Führungseinrichtung 40mit der Kulisse 42und das Sicherungselement 26mit Führungsbolzen 44 werden auf dem Deckel aufgerastet. Diese vormontierte Einheit wird in den separaten/separierbaren Gehäuseteil 32 eingeführt.Der Gehäuseteil 32 besitzt eine Führung die das Mitdrehen des Sicherungsstiftes verhindert. Das alsAxialkraftaufnahme dienende Kraftableitelement 36 wird aufden Gehäuseteil 32 aufgesetzt. Durch elektrisches Ansteuern des Aktuators 30 bewegt sich der Führungsbolzen 44 inder Kulisse 42 der alsFührungshülse ausgebildeten Führungseinrichtung 40 und schiebt sich dadurch in axialer Richtung (entgegen Pfeil 38) in dem Verriegelungsgehäuse und durch dieÖffnung 28 des Steckverbinder-Gehäuses 32 nach vorne.
- The cover of the
guide device 40 is placed on the shaft of theactuator 32. Theguide device 40 with the connectinglink 42 and the securingelement 26 with theguide pin 44 are snapped onto the cover. This preassembled unit is introduced into the separate/separable housing part 32 . Thehousing part 32 has a guide which prevents the locking pin from turning. Theforce dissipation element 36 serving as an axial force absorber is placed on thehousing part 32 . Electrical activation of theactuator 30 causes theguide pin 44 to move in the connectinglink 42 of theguide device 40 designed as a guide sleeve and is thereby pushed forward in the axial direction (opposite of arrow 38) in the locking housing and through theopening 28 of theconnector housing 32.
Die Kulisse 42 ist derartig gestaltet das ein Zurückschieben des Bolzens 44 in seiner Endlage nicht möglich ist. Sollte nun eine Axialkraft in Richtung des Pfeils 38 auf den Bolzen 44 einwirken, so könnte es ohne das Kraftableitelement 36 zur Zerstörung der Führungseinrichtung 40 und/oder des Sicherungselements 26 durch übermäßige Verformung oder Bruch kommen.The connecting
Um dies zu vermeiden, ist jedoch das zusätzliche Kraftableitelement 36 zur Axialkraftaufnahme auf dieser Einheit aus Sicherungselement 26 und Führungseinrichtung 40 montiert. Das Kraftableitelement 36 erzeugt einen Formschluss in axialer Richtung mit dem Deckel der Führungseinrichtung 40 (Steg in Nut 46) und ist andererseits zusammen mit der flanschartigen Krempe 18 des Steckverbinder-Gehäuses 12 verschraubt. Dadurch werden unzulässige Betriebskräfte direkt in die Wand (Montagewand) eingeleitet und der Antrieb des Sicherungselements 26 ist vor Zerstörung geschützt.In order to avoid this, however, the additional
BezugszeichenlisteReference List
- 1010
- Steckverbinderconnector
- 1212
- Steckverbinder-Gehäuseconnector housing
- 1414
- KontaktContact
- 1616
- Steckkragenpin collar
- 1818
- Krempebrim
- 2020
- Befestigungsbereichmounting area
- 2222
- Eingriff- und/oder HintergriffstrukturEngagement and/or rear engagement structure
- 2424
- Gegen-Steckverbindermating connector
- 2626
- Sicherungselementfuse element
- 2828
- Öffnungopening
- 3030
- Aktuatoractuator
- 3232
- Gehäuseteilhousing part
- 3434
- Bohrungdrilling
- 3636
- Kraftableitelementforce transfer element
- 3838
- Pfeilarrow
- 4040
- Führungseinrichtungguide device
- 4242
- Kulissebackdrop
- 4444
- Führungsbolzenguide pin
- 4646
- Nutgroove
- 4848
- Steckverbinderanordnungconnector arrangement
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