DE102017119056B4 - Ladesteckverbinder mit Betätigungsmittel - Google Patents

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Abstract

Ladesteckverbinder (1), der ein Gehäuse (3) mit einer Durchgriffsöffnung (4) und ein Betätigungsmittel (2) zur Freischaltung eines Ladevorgangs aufweist, wobei sich das Betätigungsmittel (2) zumindest teilweise in die Durchgriffsöffnung (4) erstreckt,wobei das Betätigungsmittel (2) aus einem bewegbar am Gehäuse befestigten Bedienhebel (2A), einem am Bedienhebel (2A) bewegbar angeordnetenHebelarm (2B) und einen mit dem Hebelarm (2B) wirkverbundenen Rastarm (2C) besteht, dadurch gekennzeichnet, dass der Rastarm (2C) anseinem dem Hebelarm (2B) zugewandten Ende mit einer ersten Feder (8) wirkverbunden ist und etwa mittig einen Aktivierungsbolzen (10) aufweist, der auf einen Trennschalter (11) gerichtet ist unddass der Rastarm (2C) sich in Steckrichtung aus dem Gehäuse (3) heraus erstreckt.

Description

  • Die Erfindung geht aus von einem Ladesteckverbinder nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs 1.
  • Derartige Ladesteckverbinder werden insbesondere zur Übertragung hoher Ströme eingesetzt und zum Laden von Elektrofahrzeugen verwendet.
  • Bei Elektrofahrzeugen ist ein schnelles Laden notwendig, wenn sich diese Technik gegenüber herkömmlichen Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor durchsetzen soll. Die Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor können innerhalb von wenigen Minuten vollgetankt werden. Elektrofahrzeuge müssen hier mithalten können. Bei Schnellladevorgängen müssen besonders hohe Ströme eingesetzt werden, was zu einer starken Hitzeentwicklung bei Ladesteckverbindern führt. Derartige Ladesteckverbinder werden häufig in eine Ladebuchse gesteckt und nach dem Ladevorgang wieder herausgezogen. An herkömmlichen Zapfsäulen sind Benutzer einen relativ rauen Umgang mit Zapfhähnen gewohnt. Dieses Verhalten wird unmittelbar auch auf die Ladesteckverbinder übertragen, weshalb diese sehr robust ausgestaltet sein sollten.
  • Stand der Technik
  • Die EP 2 582 543 A1 (entspricht WO 2011/ 157 841 A1 ) zeigt einen Ladesteckverbinder, an dessen Gehäuseoberseite ein Betätigungsmittel angeordnet ist. Über das Betätigungsmittel kann der Ladesteckverbinder an einer Ladebuchse verrastet werden. Der Ladesteckverbinder weist einen Griff mit einer Durchgriffsöffnung auf. Wenn ein Benutzer einen solchen Ladesteckverbinder in den Händen hält, kann das Betätigungsmittel nur schwierig von einem Finger, beispielsweise den Daumen, erreicht werden. Daher ist die Handhabung eines solchen Ladesteckverbinder nicht bedienerfreundlich. Fällt ein solcher Ladesteckverbinder herunter, kann das an der Oberseite des Gehäuses befindliche Betätigungsmittel unter Umständen beschädigt werden. Dies würde zum Ausfall des Steckverbinders und der damit verbundenen Ladesäule führen.
  • Die US 6,225,153 B1 zeigt einen Ladesteckverbinder, der ein Gehäuse mit einer Durchgriffsöffnung und ein Betätigungsmittel aufweist, wobei sich das Betätigungsmittel zumindest teilweise in die Durchgriffsöffnung erstreckt.
  • Die DE 10 2010 062 234 A1 zeigt einen Ladesteckverbinder, der ein Gehäuse mit einem Betätigungsmittel aufweist.
  • Die CN 2 05 595 548 U , CN 2 05 790 711 U , CN 2 05 531 794 U , DE 10 2012 024 588 A1 zeigen jeweils einen Ladesteckverbinder, der ein Gehäuse mit einer Durchgriffsöffnung und ein Betätigungsmittel aufweist.
  • Die DE 10 2012 024 588 A1 zeigt einen Ladesteckverbinder mit einem an der Gehäuseoberseite angeordneten Betätigungsmittel. Das Betätigungsmittel ist mit einem im Gehäuse angeordneten Trennschalter wirkverbunden. Über das Betätigungsmittel kann der Trennschalter aktiviert und der Steckverbindung im gesteckt Zustand stromlos geschaltet werden. Das Steckverbindergehäuse ist leicht gebogen ausgestaltet und liegt somit gut in der Hand. Das Betätigungsmittel kann von einem Benutzer leicht erreicht werden. Beim Herunterfallen des Ladesteckverbinders kann das Betätigungsmittel jedoch leicht beschädigt werden.
  • Aufgabenstellung
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen benutzerfreundlichen und gleichzeitig robusten Ladesteckverbinder vorzuschlagen.
  • Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Der erfindungsgemäße Ladesteckverbinder weist ein Gehäuse mit einer Durchgriffsöffnung auf. Der Ladesteckverbinder weist außerdem ein Betätigungsmittel auf, welches zur Freischaltung des Ladevorgangs dient. Das Betätigungsmittel erstreckt sich zumindest teilweise in die Durchgriffsöffnung des Gehäuses des Ladesteckverbinders. In die Durchgriffsöffnung kann ein Benutzer vier Finger seiner Hand hindurchstecken und den Daumen dabei außenseitig am Gehäuse abstützen. So kann der Ladesteckverbinder sicher gehalten und präzise in eine Ladebuchse gesteckt werden.
  • Durch diese Bauweise ist der Ladesteckverbinder besonders bedienerfreundlich und dennoch robust ausgestaltet. Das empfindliche Betätigungsmittel wird bei einem Herabfallen des Ladesteckverbinders geschützt.
  • Vorteilhafterweise weist der Ladesteckverbinder einen Trennschalter auf. Durch den Trennschalter kann der in eine Ladebuchse eingesteckte Ladesteckverbinder stromlos geschaltet werden. Stromlos bedeutet in diesem Fall, dass kein Ladestrom über den Ladesteckverbinder fließen kann. Erst wenn der Ladesteckverbinder richtig in eine Ladebuchse eingesteckt ist, wird von dem Trennschalter der Stromfluss freigeschaltet und der Ladevorgang kann beginnen. Der Trennschalter stellt einen wichtigen Sicherheitsaspekt für den Ladesteckverbinder dar.
  • Der Ladesteckverbinder weist zumindest zwei Kontaktelemente, zumindest ein Leistungskontaktelement und zumindest ein Signalkontaktelement, auf. In der Regel verfügt der Ladesteckverbinder über zumindest zwei Leistungskontaktelemente und über zumindest zwei Signalkontaktelemente. Über die Leistungskontaktelemente wird ein Ladestrom übertragen. Hierbei handelt es sich zum Teil um sehr hohe Ströme, sodass die Leistungskontaktelemente entsprechend materialstark ausgeführt sind. Die Signalkontaktelemente dienen zur Kommunikation zwischen dem Ladesteckverbinder und der Ladebuchse bzw. dem Ladeterminal und können dementsprechend filigraner ausgestaltet sein.
  • Vorzugsweise ist der Trennschalter mit zumindest einem Kontaktelement elektrisch leitend verbunden. Der Trennschalter ist mit einem Signalkontaktelement wirkverbunden. Über die Signalkontaktelemente wird beispielsweise sichergestellt, dass der Ladesteckverbinder korrekt in die Ladebuchse eingesteckt ist. Über die Signalkontaktelemente können auch Informationen ausgetauscht werden, die beispielsweise die Stärke des Ladestroms regeln. Dazu verfügt ein Ladeterminal, an welchen ein erfindungsgemäßer Ladesteckverbinder angeschlossen ist, über eine entsprechende Regelungssoftware.
  • Vorteilhafterweise ist der Trennschalter über das Betätigungsmittel des Ladesteckverbinders aktivierbar. Beim Einsteckvorgang muss ein Benutzer zunächst das Betätigungsmittel bedienen, um den Ladesteckverbinder in die Ladebuchse einführen zu können. Dabei wird der Ladesteckverbinder zunächst stromlos geschaltet. Auch beim Hinausziehen des Ladesteckverbinders aus der Ladebuchse muss zunächst das Betätigungsmittel bedient werden. Dadurch können beim Einsteckvorgang und beim Hinausziehen des Ladesteckverbinders keine Überspannungsbögen entstehen.
  • In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung besteht das Betätigungsmittel aus einem bewegbar am Gehäuse befestigten Bedienhebel, einem am Bedienhebel bewegbar befestigten Hebelarm und einem mit dem Hebelarm wirkverbundenen Rastarm.
  • Der Bedienhebel erstreckt sich dabei größtenteils (zu über 80%) in die Durchgriffsöffnung des Ladesteckverbinders. Der Rastarm erstreckt sich in Steckrichtung aus dem Gehäuse heraus. Das in Steckrichtung aus dem Gehäuse herausragende Ende des Rastarms weist einen Rasthaken auf. Über den Rasthaken kann der Ladesteckverbinder mit einem Gegensteckverbinder und/oder mit einer Ladebuchse verrastet werden.
  • Vorteilhafterweise ist der Rastarm auf einer Kippachse im Gehäuse gelagert und mit zwei innerhalb des Gehäuses angeordneten Federn, vorzugsweise Spiralfedern, wirkverbunden. Der Rastarm weist einen Aktivierungsbolzen auf. Der Rastarm ist mit einer ersten und einer zweiten Feder wirkverbunden. Im Ruhezustand ist der Aktivierungsbolzen vom Trennschalter beabstandet und lässt so eine Bestromung des Ladesteckverbinders zu.
  • Ein Benutzer kann in der Durchgriffsöffnung den Bedienhebel nach hinten in Richtung der Oberseite des Gehäuses ziehen. Dabei wird der innerhalb des Gehäuses befindliche Hebelarm geschwenkt, der wiederum das innerhalb des Gehäuses befindliche Ende des Rastarms nach unten drückt, wodurch das außerhalb des Gehäuses befindliche und mit dem Rasthaken versehene Ende des Rastarms nach oben geführt wird. Dabei wird gleichzeitig der Aktivierungsbolzen des Rastarms auf den Trennschalter geführt. In diesem Zustand ist eine Bestromung des Ladesteckverbinders nicht möglich. Der Ladesteckverbinder ist stromlos geschaltet.
  • Wird der Ladesteckverbinder in diesem (stromlosen) Zustand in eine Ladebuchse eingeschoben und der Bedienhebel anschließend vom Benutzer entlastet bzw. losgelassen, kann der Rasthaken des Rastarm hinter einem dafür vorgesehenen Hinterschnitt in der Ladebuchse eingreifen und den Ladesteckverbinder mit der Ladebuchse reversibel verrasten. Gleichzeitig wird der Aktivierungsbolzen des Rastarms vom Trennschalter weggeführt, so dass eine Bestromung des Ladesteckverbinders möglich ist.
  • Die oben beschriebene, ergonomische Handhabung des Ladesteckverbinders ermöglicht es einem Benutzer während des Einsteckvorgang permanent den Daumen auf dem Gehäuse zu belassen. Dadurch wird eine besonders sichere Führung des Ladesteckverbinders im Gebrauch gewährleistet. Beim Herunterfallen wird das empfindliche Betätigungsmittel vom Gehäuse des Ladesteckverbinders geschützt.
  • Ausführungsbeispiel
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:
    • 1 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Ladesteckverbinders,
    • 2 eine Seitenansicht eines Ladesteckverbinders wie er aus dem Stand der Technik bekannt ist,
    • 3 eine geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Ladesteckverbinders und
    • 4 eine weitere geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Ladesteckverbinders.
  • Die Figuren enthalten teilweise vereinfachte, schematische Darstellungen. Zum Teil werden für gleiche, aber gegebenenfalls nicht identische Elemente identische Bezugszeichen verwendet. Verschiedene Ansichten gleicher Elemente könnten unterschiedlich skaliert sein.
  • Die 2 zeigt die Seitenansicht eines Ladesteckverbinders 1 wie er aus dem Stand der Technik bekannt ist. Auf der Gehäuseoberseite weist der Ladesteckverbinder 1 ein Betätigungsmittel 2 auf, welches von einem Benutzer vor dem Einstecken des Ladesteckverbinders 1 in eine Ladebuchse (nicht gezeigt) zu aktivieren ist. Das Betätigungsmittel 2 muss vom Benutzer mithilfe des Daumens aktiviert bzw. gedrückt werden. Der Ladesteckverbinder 1 muss demnach mithilfe der verbleibenden vier Finger in die Ladebuchse geführt werden. Eine derartige Führung des Ladesteckverbinders ist hakelig und führt mitunter zu einem vorzeitigen Verschleiß der im Ladesteckverbinder enthaltenen Kontaktelemente.
  • In 1 ist ein erfindungsgemäßer Ladesteckverbinder 1 zu sehen. Das Gehäuse 3 des Ladesteckverbinders 1 weist eine Durchgriffsöffnung 4 auf. In die Durchgriffsöffnung 4 ragt zumindest ein Teil des vom Ladesteckverbinder 1 umfassten Betätigungsmittels 2 hinein. Der Ladesteckverbinder 1 weist Kontaktelemente 12 auf. Die Aufgabe der Kontaktelemente 12 wird hier nicht näher beschrieben. Die Funktionsweise des vorliegenden Ladesteckverbinders 1 während des Ladevorgangs ist analog zum Ladesteckverbinder der DE 10 2012 024 588 A1 .
  • Aus den 3 und 4 ist zu entnehmen, dass das Betätigungsmittel 2 aus einem Bedienhebel 2A, einem daran befestigten Hebelarm 2B und einem damit verbundenen Rastarm 2C besteht. Der Rastarm 2C ragt steckseitig aus dem Ladesteckverbinder 1 heraus. Am steckseitigen Ende des Rastarms 2C befindet sich ein Rasthaken 5. Der Rastarm 2C ist auf einer Kippachse 7 innerhalb des Gehäuses 3 gelagert und an einem Ende mit einer ersten Feder 8 und in Richtung des anderen Endes mit einer zweiten Feder 9 wirkverbunden. Die Federn 7, 8 halten den Rastarm in eine etwa waagerechte Position. Etwa mittig weist der Rastarm 2C einen Aktivierungsbolzen 10 auf, der auf einen Trennschalter 11 gerichtet ist. In der waagerechten Position steht der Aktivierungsbolzen 10 des Rastarms 2C nicht im Berührkontakt mit dem Trennschalter 11 (siehe 3). Über den Ladesteckverbinder 1 kann in diesem Zustand Strom fließen.
  • Der Bedienhebel 2A ist pistolenabzugartig ausgestaltet. Der Bedienhebel 2A kann innerhalb der Durchgriffsöffnung 4 von einem Benutzer bequem mit dem Zeigefinger erreicht werden. Der Daumen kann dabei auf dem Gehäuse 3 des Ladesteckverbinders 1 verbleiben. Dadurch ist eine sichere Führung des Ladesteckverbinders 1 gewährleistet. Der Ladesteckverbinder 1 kann sicher und ohne einen übermäßigen Verschleiß der Kontaktelemente in eine Ladebuchse (nicht gezeigt) geführt oder aus einer Ladebuchse herausgezogen werden.
  • Wird der Bedienhebel 2A in Richtung des Pfeils 6 bewegt bzw. gezogen, wird der Rastarm 2C über den Hebelarm 2B in die obere Stellung bewegt, wie sie in 4 zu sehen ist. Der endseitige Rasthaken 5 bewegt sich dadurch ebenfalls nach oben. Gleichzeitig wird der Aktivierungsbolzen 10 des Rastarms 2C zum Trennschalter 11 hingeführt und mit diesem in Berührkontakt gebracht, wodurch der Trennschalter aktiviert und der Ladesteckverbinder 1 stromlos geschaltet wird. Der Ladesteckverbinder 1 kann in diesem Zustand in eine Ladebuchse (nicht gezeigt) geführt oder aus einer Ladebuchse herausgezogen werden.
  • Sobald der Ladesteckverbinder 1 in die Ladebuchse eingesteckt ist, kann der Benutzer den Bedienhebel 2A des Betätigungsmittels 2 entlasten. Über die Federn 8 und 9 wird der Rastarm 2C wieder in seine waagerechte Ausgangslage zurückgeführt. Der endseitige Rasthaken 5 bewegt sich dabei wieder nach unten und kann hinter einen Hinterschnitt in der Ladebuchse (nicht gezeigt) angreifen. Dadurch werden der Ladesteckverbinder 1 und die Ladebuchse (nicht gezeigt) miteinander reversibel verrastet.
  • Nach Beendigung des Ladevorgangs kann der Benutzer den Bedienhebel 2A erneut betätigen. Dadurch wird die Verrastung des Ladesteckverbinders 1 mit der Ladebuchse gelöst und gleichzeitig der Trennschalter 11 über den Aktivierungsbolzen 10 des Rastarms 2C betätigt. Der Ladesteckverbinder 1 ist nunmehr stromlos geschaltet und kann gefahrlos aus der Ladebuchse herausgezogen werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Ladesteckverbinder
    2
    Betätigungsmittel
    2A
    Bedienhebel
    2B
    Hebelarm
    2C
    Rastarm
    3
    Gehäuse
    4
    Durchgriffsöffnung
    5
    Rasthaken
    6
    Pfeil
    7
    Kippachse
    8
    Erste Feder
    9
    Zweite Feder
    10
    Aktivierungsbolzen
    11
    Trennschalter
    12
    Kontaktelement

Claims (8)

  1. Ladesteckverbinder (1), der ein Gehäuse (3) mit einer Durchgriffsöffnung (4) und ein Betätigungsmittel (2) zur Freischaltung eines Ladevorgangs aufweist, wobei sich das Betätigungsmittel (2) zumindest teilweise in die Durchgriffsöffnung (4) erstreckt, wobei das Betätigungsmittel (2) aus einem bewegbar am Gehäuse befestigten Bedienhebel (2A), einem am Bedienhebel (2A) bewegbar angeordneten Hebelarm (2B) und einen mit dem Hebelarm (2B) wirkverbundenen Rastarm (2C) besteht, dadurch gekennzeichnet, dass der Rastarm (2C) an seinem dem Hebelarm (2B) zugewandten Ende mit einer ersten Feder (8) wirkverbunden ist und etwa mittig einen Aktivierungsbolzen (10) aufweist, der auf einen Trennschalter (11) gerichtet ist und dass der Rastarm (2C) sich in Steckrichtung aus dem Gehäuse (3) heraus erstreckt.
  2. Ladesteckverbinder nach Anspruch 1, wobei der in eine Ladebuchse eingesteckte Ladesteckverbinder (1) durch den Trennschalter (11) stromlos schaltbar ist.
  3. Ladesteckverbinder nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Ladesteckverbinder (1) zumindest zwei Kontaktelemente (12), zumindest ein Leistungskontaktelement und zumindest ein Signalkontaktelement, aufweist.
  4. Ladesteckverbinder nach den beiden vorstehenden Ansprüchen, wobei der Trennschalter (11) mit zumindest einem der Kontaktelemente (12) elektrisch leitend verbunden ist.
  5. Ladesteckverbinder nach einem der vorstehenden Ansprüche 2-4, wobei der Trennschalter (11) über das Betätigungsmittel (2) aktivierbar ist.
  6. Ladesteckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Bedienhebel (2A) sich in die Durchgriffsöffnung (4) des Ladesteckverbinders (1) erstreckt.
  7. Ladesteckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Rastarm (2C) auf einer Kippachse (7) im Gehäuse (3) gelagert und mit zwei innerhalb des Gehäuses (3) angeordneten Federn (8, 9) wirkverbunden ist.
  8. Ladesteckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das in Steckrichtung aus dem Gehäuse (3) herausragende Ende des Rastarms (2C) einen Rasthaken (5) aufweist, mit welchem der Ladesteckverbinder (1) mit einem Gegensteckverbinder und/oder mit einer Ladebuchse verrastbar ist.
DE102017119056.2A 2017-08-21 2017-08-21 Ladesteckverbinder mit Betätigungsmittel Active DE102017119056B4 (de)

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