DE102014113791B4

DE102014113791B4 - Steckverbinderbuchse an einem Flurförderzeug

Info

Publication number: DE102014113791B4
Application number: DE102014113791.4A
Authority: DE
Inventors: Julia Hermann; Michael Opitz; Adrian Kautsky; Kai von Berg
Original assignee: Jungheinrich AG
Current assignee: Jungheinrich AG
Priority date: 2014-09-24
Filing date: 2014-09-24
Publication date: 2022-04-07
Anticipated expiration: 2034-09-25
Also published as: DE102014113791A1

Abstract

Steckverbinderbuchse an einem Flurförderzeug zur Verbindung mit einem Steckverbinderstecker, die ein Gehäuse mit zwei Paaren von elektrischen Kontakten und einer magnetischen Verriegelungseinrichtung aufweist, wobei ein erstes Paar von elektrischen Kontakten für eine Leistungsversorgung und ein zweites Paar von elektrischen Kontakten für eine Steuerspannung vorgesehen sind und die magnetische Verriegelungseinrichtung in elektrisch leitender Verbindung mit dem zweiten Paar von elektrischen Kontakten steht und bei einer anliegenden Steuerspannung ein Verriegelungselement in eine aus dem Gehäuse vorstehende Position drückt, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetische Verriegelungseinrichtung eine Spule und ein in der Spule beweglich angeordnetes Kernelement aufweist, wobei ein mit dem Verriegelungselement zusammenwirkendes Ende des Kernelements eine Schräge aufweist, die für das in die Spule gezogene Kernelement das Verriegelungselement in seine vorstehende Position drückt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steckverbinderbuchse an einem Flurförderzeug, die vorgesehen und ausgebildet ist, zur Verbindung mit einem Steckverbinderstecker.
An Flurförderzeugen, die ganz oder teilweise batteriegespeist sind, ist eine im Fahrzeug mitgeführte Batterie über im Fahrzeug verlegte Leitungen mit einem Fahrzeugstecker ausgestattet. In der Regel werden diese Stecker als Batteriestecker bezeichnet. Der an oder in dem Fahrzeug mitgeführte Batteriestecker besteht aus einer Steckverbinderbuchse, zu der ein korrespondierender Steckverbinderstecker vorgesehen ist. Über die Steckverbinderbuchse kann die Batterie mit einem elektrischen Teil des Flurförderzeugs verbunden werden, um das Flurförderzeug mit elektrischer Leistung aus der Batterie zu versorgen. Ebenfalls kann die Steckverbinderbuchse von dem Flurförderzeug mit einem beispielsweise extern vorgesehenen Ladegerät verbunden werden, um die Batterie wieder aufzuladen.
Die Steckverbinderbuchse, die an der Batterie eines Flurförderzeugs eingesetzt wird, besitzt ein Paar von elektrischen Kontakten, über die die Leistung aus der Batterie entnommen oder die Batterie wieder aufgeladen werden kann. Zudem sind an der als Batteriestecker vorgesehenen Steckverbinderbuchse stets auch weitere Kontakte vorgesehen, über die Daten, wie beispielsweise Zustandsdaten der Batterie oder Steuerdaten zwischen den Batterie und einem Ladegerät oder einer Fahrzeugsteuerung ausgetauscht werden können.
Für Verbindungen mittels Steckverbinder an einem Flurförderzeug besteht das Bedürfnis, ein unbeabsichtigtes Trennen der Steckverbindung nach Möglichkeit zu vermeiden, da an einem Flurförderzeug hohe Ströme fließen, von denen die Gefahr eines Lichtbogens mit Sach- und Personenschäden ausgeht.
Aus US 2012 / 0 133 326 A1 ist ein Ladesystem für ein Kraftfahrzeug bekannt, bei dem die Ladekabeleinheit über eine Klinke während des Ladevorgangs verriegelt ist. Wird die Klinke geöffnet, so wird die elektrische Stromverbindung getrennt.
Aus DE 10 2009 021 720 A1 ist eine Steuervorrichtung für Elektrofahrzeuge bekannt, bei der eine magnetische Verriegelungseinrichtung vorgesehen ist, die quer zur Steckrichtung des Ladesteckers diesen in seiner vollständig gesteckten Position verriegelt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Steckverbinderbuchse für ein Flurförderzeug bereitzustellen, die platzsparend ein unbeabsichtigtes Trennen weitestgehend ausschließt.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Steckverbinderbuchse mit den Merkmalen aus Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen bilden den Gegenstand der Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße Steckverbinderbuchse ist für ein Flurförderzeug zur Verbindung mit einem Steckverbinderstecker vorgesehen. Die Steckverbinderbuchse, auch als Batteriestecker bezeichnet, besitzt ein Gehäuse mit zwei Paaren von elektrischen Kontakten und einer magnetischen Verriegelungseinrichtung. Von den zwei Paaren von elektrischen Kontakten kann ein erstes Paar von elektrischen Kontakten für eine Leistungsversorgung vorgesehen sein. Die Leistungsversorgung erfolgt, wenn der Batterie Leistung entnommen oder die Batterie geladen wird. Ein zweites Paar von elektrischen Kontakten ist für eine Steuerspannung vorgesehen. Neben dem ersten und dem zweiten Paar von elektrischen Kontakten können auch noch weitere elektrische Kontakte an der Steckverbinderbuchse, beispielsweise zum Datenaustausch oder dergleichen, vorgesehen sein. Erfindungsgemäß steht die magnetische Verriegelungseinrichtung in elektrisch leitender Verbindung mit dem zweiten Paar von elektrischen Kontakten. Bei einer an dem zweiten Paar anliegenden Steuerspannung drückt die magnetische Verriegelungseinrichtung ein Verriegelungselement in eine aus dem Gehäuse vorstehende Position. Über eine in seinem Inneren angeordnete magnetische Einrichtung wird die Verriegelungseinrichtung bei anliegender Steuerspannung betätigt, um das Verriegelungselement so vorzuschieben, dass es aus dem Gehäuse vorsteht und mit einer Ausnehmung in einem Steckverbinderstecker zusammenwirkt. Die erfindungsgemäße Steckverbinderbuchse erlaubt es, durch das Anliegen einer Steuerspannung an die Steckverbinderbuchse eine hergestellte Steckverbindung zu verriegeln und so ein unbeabsichtigtes Trennen der Steckverbindung zu vermeiden.
Erfindungsgemäß weist die Verriegelungseinrichtung eine Spule und ein in der Spule beweglich angeordnetes Kernelement auf. Ein Ende des Kernelements, das bevorzugt eine längliche Stabform besitzt, liegt mit einem Ende an dem Verriegelungselement an. Das Kernelement ist bevorzugt innerhalb der Spule translatorisch beweglich angeordnet. In einer bevorzugten Weiterbildung besitzt das Kernelement mindestens einen ferromagnetischen Abschnitt, der bei einer bestromten Spule in diese gezogen wird. Durch das Bestromen der Spule wird ein Magnetfeld in dieser erzeugt. Das Magnetfeld bewirkt, dass der ferromagnetische Abschnitt, bei dem es sich beispielsweise um einen Eisenkern handeln kann, in die Spule gezogen wird. Hierdurch entsteht eine translatorische Bewegung des Kernelements, die auf das Verriegelungselement über das an dem Verriegelungselement anliegende Ende des Kernelements übertragen wird.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Steckverbinderbuchse mit einem Verriegelungselement ausgestattet, das in eine zurückgezogene Position federvorgespannt ist. Die Federvorspannung reicht aus, so dass das Verriegelungselement bei fehlender Steuerspannung durch seine Federvorspannung in eine zurückgezogene Position gebracht wird und in das Gehäuse eintaucht.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Kernelement über ein Federelement in eine Position vorgespannt, aus der der ferromagnetische Abschnitt in die bestromte Spule gezogen werden kann. Dies bedeutet, dass bei fehlender Bestromung der Spule das Kernelement durch seine Feder in eine Position zurückgestellt wird, die das Verriegelungselement freigibt, so dass dieses sich in seine versenkte Position zurückziehen kann. In einer bevorzugten Weiterbildung weist das mit dem Verriegelungselement zusammenwirkende Ende des Kernelements eine Schräge auf, die für das in die Spule gezogene Kernelement das Verriegelungselement in seine vorstehende Position drückt. Durch die Verwendung einer Schräge wird mit zunehmender translatorischer Bewegung des Kernelements das Verriegelungselement weiter gedrückt und steht weiter aus dem Gehäuse vor.
In einer bevorzugten Weiterbildung weist das Verriegelungselement ein Federelement auf, das das Verriegelungselement in seine zurückgezogene Position vorspannt. Wird das Verriegelungselement also nicht durch das Kernelement in seine vorstehende Position gedrückt, wird das Verriegelungselement über sein Federelement zurückgestellt. Das Zurückstellen stellt insbesondere auch sicher, dass eine verriegelte Verbindung der Steckverbinderbuchse bei fehlender Bestromung der Spule wieder aufgehoben wird.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Steckverbinderbuchse besitzt ein Leuchtmittel am Gehäuse, das mit dem zweiten Paar von elektrischen Kontakten leitend verbunden ist, um bei einer anliegenden Steuerspannung zu leuchten. Die Kupplung des Leuchtmittels mit der Steuerspannung besitzt den Vorteil, dass das Anliegen der Steuerspannung und damit die Verriegelung der Steckverbindung optisch angezeigt werden. Erlischt das Leuchtmittel, so entfällt auch die Verriegelung einer mit der Steckverbinderbuchse gebildeten Steckverbindung.
Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls einen Steckverbinderstecker, der zur Verbindung mit der erfindungsgemäßen Steckverbinderbuchse ausgebildet ist. Der Steckverbinderstecker weist ein Gehäuse mit zwei Paaren von elektrischen Kontakten und einer Aussparung für ein Verriegelungselement auf. Die beiden Paare von elektrischen Kontakten sind bei dem Steckverbinderstecker derart angeordnet, dass die beiden Paare von elektrischen Kontakten der erfindungsgemäßen Steckverbinderbuchse kontaktiert werden können und ein vorgedrücktes Verriegelungselement in der Aussparung verriegelnd aufgenommen werden kann.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Steckverbinderbuchse wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel gezeigt. Es zeigt:

1 eine zweiteilig aufgebaute Steckverbinderbuchse für ein Flurförderzeug in einer perspektivischen Ansicht von einer Seite,
2 die Steckverbinderbuchse aus 1 von der anderen Seite,
3 eine Ansicht auf das Einschiebeelement für die Steckverbinderbuchse nach 1 sowie
4 einen Schnitt entlang der Linie A-A aus 3 und
5 einen Schnitt einer verriegelten Steckverbindung mit Steckverbinderbuchse und Steckverbinderstecker.

1 zeigt eine erfindungsgemäße Steckverbinderbuchse 1, die ein Einsteckteil 10 und einen Verbinderkörper 12 besitzt. Der Verbinderkörper 12 besitzt eine Aufnahme 14, die das Einsteckteil aufnimmt. Eine Lasche 16 in dem Verbinderkörper 12 wirkt mit einer Aussparung 18 zusammen, so dass das Einsteckteil 10 verliersicher in dem Verbinderkörper 12 gehalten ist. Eine elektrische Verbindung zwischen dem Einsteckteil 10 und dem Verbinderkörper 12 erfolgt am Grund (nicht dargestellt) der Aufnahme 14 im Bereich der Lasche 16.
Das Einsteckteil 10 besitzt, wie in 1 dargestellt, einen vorstehenden Verriegelungsvorsprung 5. Der Verriegelungsvorsprung 5 besitzt eine größere Ausdehnung quer zur Aufsteckrichtung als in Aufsteckrichtung und abgerundete Kanten sowie Ecken.
Der Verbinderkörper 12 besitzt ein erstes Paar von Buchsen 20, an deren Grund elektrische Kontakte 22 zu erkennen sind. Ein zweites Paar von elektrischen Kontakten ist als Buchsenpaar 28 vorgesehen. Am Grund des Buchsenpaares 28 befinden sich elektrische Kontakte, die eine Steuerspannung aufnehmen können.
Auf einer Seite des Verbinderkörpers 12 ist eine Leuchtdiode 17 vorgesehen (vgl. 2). Die Leuchtdiode 17 ist elektrisch leitend mit dem Buchsenpaar 28 verbunden und leuchtet, wenn eine Steuerspannung an dem Buchsenpaar 28 anliegt.
3 und 4 beschreiben den Aufbau des Einsteckteils 10 näher. 4 zeigt den Schnitt entlang der Linie A-A aus 3. Hier ist eine ungefähr mittig in dem Einsteckelement 10 angeordnete Spule 24 zu erkennen. In der Spule 24 angeordnet ist ein längliches Kernelement 25, das an beiden Enden aus der Spule 24 vorsteht. Das längliche, stabförmige Kernelement 25 besitzt zentral einen ferromagnetischen Abschnitt 23, der in der in 4 dargestellten Position des Kernelements 25 in der Spule 24 angeordnet ist. Das zu dem Verriegelungselement 5 weisende Ende des Kernelements 25 besitzt eine Rampe 30, die das Verriegelungselement 5 in die vorstehende Position drückt. Das Verriegelungselement 5 ist über eine Feder 32 in seine zurückgeschobene Position vorgespannt. Das Kernelement 25 besitzt an seinem anderen Ende einen tellerförmigen Kopf 34. Zwischen Kopf 34 und Spule 24 ist eine Feder 26 vorgesehen, die das Kernelement 25 in eine Position vorspannt, in der das Kernelement 25 so weit zurückgezogen ist, dass über die Feder 32 das Verriegelungselement 5 sich in das Gehäuse zurückziehen kann. Im Hinblick auf die Auslegung der Federn 26 und 32 und zur Auslegung der Spule 24 mit dem zusammenwirkenden ferromagnetischen Abschnitt 23 ist anzumerken, dass die von der bestromten Spule 24 aufgebrachte Kraft groß genug sein muss, um die Federkraft 26 und die Federkraft 32 zu überwinden. Hinzu kommen Reibungskräfte aus der translatorischen Lagerung des Kernelements 25 und der Reibungskraft entlang der Rampe 30 an dem Verriegelungselement 5.
Mit dem Bestromen der Spule 24 wird das Verriegelungselement 5 in seine verriegelnde Position vorgeschoben. Zugleich ist es so, dass bei einer fehlenden Bestromung der Spule 24 durch die Federn 26 und 32 das Kernelement 25 zurückgeschoben wird.
2 verdeutlicht den Aufbau der Steckverbindung. Der Verbinderkörper 12 besitzt einen vorstehenden Abschnitt 35, in dem die Paare von elektrischen Kontakten 20 und 28 angeordnet sind. Zudem ist eine Aufnahme 38 zu erkennen, die sechseckig ausgebildet ist und die beispielsweise für den Austausch von Batteriedaten mit einem Ladegerät vorgesehen ist. Ein für den Steckverbinderkörper 12 vorgesehener Steckverbinder wird auf den vorstehenden Bereich 34 aufgeschoben und besitzt vorstehende, elektrische Kontakte, die in die Buchsen 20 und 28 eintauchen.
5 zeigt einen Schnitt, bei dem ein Steckverbinderstecker auf den vorstehenden Abschnitt 35 aufgeschoben ist und an der Anschlagswand 36 des Verbinderkörpers 12 anliegt. Der Verriegelungsvorsprung 5 ist durch die elektrische Kontaktierung und die damit anliegende Steuerspannung in seine verriegelnde Position vorgeschoben und taucht in eine Aussparung 42 eines korrespondierenden Steckverbindersteckers 40 ein. In der Schnittdarstellung sind auch Kabel 44 dargestellt, die in den übrigen Zeichnungen weggelassen werden. Die Kabel 44 verbinden die Spule 24 des Einsteckteils dann von der Innenseite der Buchse mit dem Buchsenpaar 28, wobei die Kabel über die Aufnahmefläche 14 der Steckverbinderbuchse in die Buchse eingeführt sind.
Bezugszeichenliste

1: Steckverbinderbuchse
5: Verriegelungsvorsprung
10: Einsteckteil
12: Verbinderkörper
14: Aufnahme
16: Lasche
17: LED
18: Aussparung
22: Kontakte
23: ferromagnetischer Abschnitt
24: Spule
25: Kernelement
26: Feder
28: Buchsenpaar
30: Rampe
32: Feder
34: Kopf
35: Abschnitt
40: Steckverbinderstecker
42: Aussparung
44: Kabel

Claims

Steckverbinderbuchse an einem Flurförderzeug zur Verbindung mit einem Steckverbinderstecker, die ein Gehäuse mit zwei Paaren von elektrischen Kontakten und einer magnetischen Verriegelungseinrichtung aufweist, wobei ein erstes Paar von elektrischen Kontakten für eine Leistungsversorgung und ein zweites Paar von elektrischen Kontakten für eine Steuerspannung vorgesehen sind und die magnetische Verriegelungseinrichtung in elektrisch leitender Verbindung mit dem zweiten Paar von elektrischen Kontakten steht und bei einer anliegenden Steuerspannung ein Verriegelungselement in eine aus dem Gehäuse vorstehende Position drückt, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetische Verriegelungseinrichtung eine Spule und ein in der Spule beweglich angeordnetes Kernelement aufweist, wobei ein mit dem Verriegelungselement zusammenwirkendes Ende des Kernelements eine Schräge aufweist, die für das in die Spule gezogene Kernelement das Verriegelungselement in seine vorstehende Position drückt.
Steckverbinderbuchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement in eine zurückgezogene Position federvorgespannt ist.
Steckverbinderbuchse nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass das Kernelement mindestens einen ferromagnetischen Abschnitt besitzt, der bei einer bestromten Spule in diese gezogen wird.
Steckverbinderbuchse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kernelement ein Federelement aufweist, das das Kernelement in eine Position vorspannt, aus der der ferromagnetische Abschnitt in die bestromte Spule gezogen werden kann.
Steckverbinderbuchse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement ein Federelement aufweist, das das Verriegelungselement in seine zurückgezogene Position vorspannt.
Steckverbinderbuchse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse ein Leuchtmittel aufweist, das mit dem zweiten Paar von elektrischen Kontakten leitend verbunden ist, um bei einer anliegenden Steuerspannung zu leuchten.
Steckverbinderstecker zur Verbindung mit einer Steckverbinderbuchse, der ein Gehäuse mit zwei Paaren von elektrischen Kontakten und eine Aussparung für ein Verriegelungselement aufweist, wobei die beiden Paare von elektrischen Kontakten derart angeordnet sind, dass sie die beiden Paare von elektrischen Kontakten der Steckverbinderbuchse nach einem der Ansprüche 1 bis 6 kontaktieren und ein vorgedrücktes Verriegelungselement in seiner Aussparung aufnehmen kann.