DE102018129122A1

DE102018129122A1 - Ladesteckverbinder mit einem Streuelement zum Abstrahlen und/oder Empfangen von Licht

Info

Publication number: DE102018129122A1
Application number: DE102018129122.1A
Authority: DE
Inventors: Thomas Führer; Robert Babezki
Original assignee: Phoenix Contact eMobility GmbH
Current assignee: Phoenix Contact eMobility GmbH
Priority date: 2018-11-20
Filing date: 2018-11-20
Publication date: 2020-05-20
Anticipated expiration: 2038-11-21
Also published as: DE102018129122B4

Abstract

Ein Ladesteckverbinder (1) zum Aufladen eines Elektrofahrzeugs (4) umfasst ein Gehäuse (10), das einen Gehäusekörper (104) und einen Steckabschnitt (100, 101) zum steckenden Verbinden mit einem zugeordneten Gegensteckverbinder (40) aufweist, zumindest ein an dem Steckabschnitt (100, 101) angeordnetes elektrisches Kontaktelement (102, 103) zum elektrischen Kontaktieren mit dem Gegensteckverbinderteil (40) und eine in dem Gehäusekörper (104) eingefasste Leiterplattenbaugruppe (12). Zusätzlich weist der Ladesteckverbinder (1) ein an dem Gehäuse (10) angeordnetes Streuelement (14) mit einer Streufläche (142) zum Abstrahlen und/oder Empfangen von Licht (L) und eine Lichtleitungsbaugruppe (13) mit zumindest einem Lichtleiter (130, 131) zum Leiten von Licht (L). Die Leiterplattenbaugruppe (12) weist ein lichtemittierendes Element (122) zum Erzeugen von Licht (L) und/oder ein lichtempfangendes Element (123) zum Umwandeln von Licht (L) in ein elektrisches Signal auf und ist über die Lichtleitungsbaugruppe (13) mit dem Streuelement (14) verbunden.

Description

Die Erfindung betrifft einen Ladesteckverbinder zum Aufladen eines Elektrofahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein derartiger Ladesteckverbinder umfasst ein Gehäuse, das einen Gehäusekörper und einen Steckabschnitt zum steckenden Verbinden mit einem zugeordneten Gegensteckverbinder aufweist. An dem Steckabschnitt ist zumindest ein elektrisches Kontaktelement zum elektrischen Kontaktieren mit dem Gegensteckverbinderteil angeordnet. In dem Gehäusekörper ist zudem eine Leiterplattenbaugruppe eingefasst.
Ein derartiger Ladesteckverbinder kann beispielsweise über ein Ladekabel mit einer Ladestation verbunden und steckend mit einem zugeordneten Gegensteckverbinder in Form eines sogenannten Inlets auf Seiten eines Elektrofahrzeugs, also eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs, zu verbinden sein. Durch Verbinden des Ladesteckverbinders mit dem Gegensteckverbinder kann das Elektrofahrzeug auf diese Weise an die Ladestation angeschlossen werden, um Batterien des Elektrofahrzeugs aufzuladen.
Ladesteckverbinder dieser Art weisen häufig keine eigene Signalisierungseinrichtung auf. Eine Anzeige auf Seiten eines Fahrzeuginlets kann gegebenenfalls für einen Nutzer jedoch nicht optimal sichtbar sein. Eine Anzeige an der Ladestation wiederum ist für einen Nutzer nur sichtbar, wenn der Nutzer auf die Ladestation blickt.
Wünschenswert kann daher sein, eine Signalisierungseinrichtung auch an einem Ladestecker vorzusehen, der steckend mit einem zugeordneten Gegensteckverbinder auf Seiten eines Elektrofahrzeugs zu verbinden ist und an dem der Nutzer zum Anschließen eines Elektrofahrzeugs an eine Ladestation angreift.
Hierbei ist jedoch zu beachten, dass das Anordnen einer elektrischen Signalisierungseinrichtung außenseitig am Gehäuse Maßnahmen zur Abdichtung gegen einen Feuchtigkeitseintritt erforderlich machen kann. Zudem soll eine solche Signalisierungseinrichtung den Bauraumbedarf nach Möglichkeit nicht nennenswert erhöhen.
Bei einem aus der DE 10 2013 208 995 A1 bekannten Ladestecker ist im Bereich eines Steckgesichts eine Beleuchtungseinrichtung mit einem Leuchtmittel angeordnet, um die Handhabung des Ladesteckers insbesondere im Dunkeln zu erleichtern. Das Leuchtmittel kann hierbei im Inneren des Gehäuses angeordnet sein, und Licht kann über einen Lichtleiter im Bereich des Steckgesichts abgestrahlt werden.
Bei einem aus der EP 1 791 227 A2 bekannten Steckverbinder ist an einem Gehäuse ein Leuchtring angeordnet, über den Licht abgestrahlt werden kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Ladesteckverbinder zum Aufladen eines Elektrofahrzeugs zur Verfügung zu stellen, der auf konstruktiv einfache Weise das Vorsehen einer Signalisierungseinrichtung insbesondere zum Anzeigen von Statusinformationen bei einem Ladevorgang an einem Gehäuse und/oder eine Steuerung eines Ladevorgangs zum Beispiel über eine Fernbedienung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Demnach umfasst der Ladesteckverbinder ein an dem Gehäuse angeordnetes Streuelement mit einer Streufläche zum Abstrahlen und/oder Empfangen von Licht und eine Lichtleitungsbaugruppe mit zumindest einem Lichtleiter zum Leiten von Licht. Die Leiterplattenbaugruppe weist ein lichtemittierendes Element zum Erzeugen von Licht und/oder ein lichtempfangendes Element zum Umwandeln von Licht in ein elektrisches Signal auf. Die Leiterplattenbaugruppe ist über die Lichtleitungsbaugruppe mit dem Streuelement verbunden, um Licht zwischen der Leiterplattenbaugruppe und dem Streuelement über den zumindest einen Lichtleiter zu leiten.
Über das Streuelement kann eine Signalisierungseinrichtung zum Anzeigen von Statusinformationen insbesondere bei einem Ladevorgang an dem Gehäuse des Ladesteckverbinders bereitgestellt werden. Das Streuelement ist an dem Gehäuse des Ladesteckverbinders angeordnet und von außen sichtbar, sodass über das Streuelement abgestrahltes Licht durch einen Nutzer am Ladesteckverbinder wahrgenommen werden kann.
Licht kann hierbei durch ein lichtemittierendes Element an einer Leiterplatte der Leiterplattenbaugruppe erzeugt werden und wird über einen Lichtleiter der Lichtleitungsbaugruppe von der Leiterplatte hin zu dem Streuelement geleitet. Über das Streuelement wird das Licht abgestrahlt, wobei das Streuelement ausgestaltet ist, das Licht zu streuen, sodass das Licht durch einen Nutzer von außen aus unterschiedlichen Blickrichtungen gut sichtbar ist.
Ein solches lichtemittierendes Element kann beispielsweise als optoelektronisches Bauelement, zum Beispiel als Leuchtdiode (LED) oder als Baugruppe von mehreren Leuchtdioden, ausgestaltet sein. Über ein solches lichtemittierendes Element kann beispielsweise sichtbares Licht mit unterschiedlichen Farben erzeugt und abgestrahlt werden, sodass zum Beispiel abhängig von einem Ladezustand eines Elektrofahrzeugs Licht mit unterschiedlichen Farben erzeugt und somit eine Statusinformation über einen Ladezustand angezeigt werden kann.
Beispielsweise kann zu Beginn eines Ladevorgangs bei näherungsweise entladener Batterien eines Elektrofahrzeugs ein rotes Lichtsignal erzeugt werden. Ist das Elektrofahrzeug aufgeladen, kann beispielsweise ein grünes Lichtsignal erzeugt werden.
Denkbar ist zusätzlich oder alternativ, dass abhängig von einem Ladezustand ein auf unterschiedliche Weise moduliertes Lichtsignal erzeugt wird. Beispielsweise kann zu Beginn eines Ladevorgangs ein gepulstes Lichtsignal erzeugt werden, während bei aufgeladenem Elektrofahrzeug ein stetiges, nicht gepulstes Lichtsignal erzeugt wird.
Ein lichtempfangendes Element kann als optoelektronisches Bauelement ausgestaltet sein, beispielsweise als Fotodiode oder als Baugruppe von Fotodioden. Über ein solches lichtempfangendes Element kann Licht empfangen und in elektrische Signale umgewandelt werden, die an der Leiterplattenbaugruppe weiterverarbeitet werden können. Über ein solches lichtempfangendes Element können Signale an dem Ladesteckverbinder empfangen werden, um beispielsweise einen Ladevorgang zu steuern, wobei Licht über das Streuelement eingekoppelt und über den zumindest einen Lichtleiter der Lichtleitungsbaugruppe hin zu dem lichtempfangenden Element der Leiterplattenbaugruppe gesandt und dort gewandelt wird.
Beispielsweise können Lichtsignale in einem infraroten Wellenlängenbereich über eine Fernbedienung erzeugt werden und in das Streuelement einkoppeln, um über die Lichtleitungsbaugruppe hin zu dem lichtempfangenden Element der Leiterplattenbaugruppe geleitet zu werden.
Das Gehäuse weist, in einer Ausgestaltung, einen an dem Gehäusekörper angeordneten Griffabschnitt zum Greifen des Ladesteckverbinders durch einen Nutzer auf. An dem Griffabschnitt kann ein Nutzer angreifen, um den Ladesteckverbinder zu handhaben und insbesondere in steckende Verbindung mit dem zugeordneten Gegensteckverbinder zu bringen. Das Streuelement kann hierbei vorteilhafter Weise an dem Griffabschnitt angeordnet sein, sodass Licht beispielsweise unmittelbar in einem solchen Bereich von dem Ladesteckverbinder abgestrahlt wird, an dem ein Nutzer an dem Ladesteckverbinder angreift, sodass ein Nutzer das abgestrahlte Licht ohne weiteres wahrnehmen und zuordnen kann.
Der Steckabschnitt des Ladesteckverbinders kann beispielsweise so geformt und ausgestaltet sein, dass der Ladesteckverbinder über seinen Steckabschnitt entlang einer Steckrichtung mit dem zugeordneten Gegensteckverbinder verbunden werden kann. Der Griffabschnitt ist hierbei, in einer Ausgestaltung, schräg zu dieser Steckrichtung erstreckt, was eine einfache und komfortable Handhabung des Ladesteckverbinders für einen Nutzer ermöglicht. Das Streuelement kann hierbei an dem schräg erstreckten Griffabschnitt angeordnet sein und strahlt zum Beispiel entsprechend Licht an dem schräg erstreckten Griffabschnitt ab.
In einer Ausgestaltung ist das Streuelement an seiner Streufläche gekrümmt. Das Streuelement kann beispielsweise einer Krümmung an dem Griffabschnitt nachfolgen, wobei sich die Streufläche beispielsweise über einen Winkelbereich zwischen 120° und 180° an dem Griffabschnitt erstrecken kann. Über das Streuelement wird Licht so gestreut, dass eine gestreute, räumlich verteilte Abstrahlung von Licht genauso wie ein Empfangen von Licht aus unterschiedlichen Raumrichtungen erfolgen kann.
In einer Ausgestaltung weist das Streuelement an einer von der Streufläche abgewandten Seite eine Verbindungsstelle auf, an der der zumindest eine Lichtleiter mit dem Streuelement verbunden ist. Die der Streufläche abgewandte Seite ist hierbei innerhalb des Gehäusekörpers gelegen und somit in dem Gehäusekörper eingefasst, sodass der zumindest eine Lichtleiter innenseitig im Gehäusekörper mit dem Streuelement verbunden ist.
Die Streufläche kann hierbei schräg zu der Seite, an der die Verbindungsstelle angeordnet ist, erstreckt sein.
In einer Ausgestaltung weist die Leiterplattenbaugruppe eine Leiterplatte auf, an der das lichtemittierende Element und/oder das lichtempfangende Element angeordnet sind. Die Leiterplatte ist innerhalb des Gehäusekörpers des Gehäuses eingefasst, wobei an der Leiterplatte zusätzlich zu dem lichtemittierenden Element und/oder dem lichtempfangenden Element weitere elektronische Funktionskomponenten angeordnet sein können, die Funktionen zum Steuern eines Ladevorgangs übernehmen. So können an der Leiterplatte beispielsweise Sensoren, zum Beispiel Temperatursensoren zum Erfassen einer Temperatur an dem zumindest einen Kontaktelement, angeordnet sein. Zusätzlich oder alternativ kann an der Leiterplatte auch eine Steuerelektronik zum Auswerten von Sensorsignalen und/oder zum Steuern eines Ladevorgangs zum Beispiel in Abhängigkeit von über das lichtempfangende Element erhaltenen Steuersignalen angeordnet sein.
In einer Ausgestaltung weist die Leiterplattenbaugruppe ein Fixierelement auf, über das der zumindest eine Lichtleiter an der Leiterplattenbaugruppe befestigt ist. Über das Fixierelement wird der zumindest eine Lichtleiter mechanisch in Position zu der Leiterplatte der Leiterplattenbaugruppe gehalten, sodass der zumindest eine Lichtleiter mit einem der Leiterplattenbaugruppe zugeordneten Ende zu dem lichtemittierenden Element und/oder dem lichtempfangenden Element fixiert ist.
Ein solches Fixierelement kann, in einer Ausgestaltung, durch ein mechanisches Element verwirklicht sein, das ohnehin in dem Ladesteckverbinder vorhanden ist, beispielsweise ein Trägerelement, über das Kontaktelemente in dem Gehäusekörper mechanisch fixiert sind.
In einer Ausgestaltung weist die Leiterplattenbaugruppe ein Dichtelement, zum Beispiel in Form einer Dichttülle, auf, durch das der zumindest eine Lichtleiter feuchtigkeitsdicht hindurchgeführt ist. Über das Dichtelement sind elektrische und elektronische Komponenten, Beispiel das lichtemittierende Element und/oder das lichtempfangende Element, an der Leiterplatte der Leiterplattenbaugruppe feuchtigkeitsdicht gekapselt. Durch das Dichtelement ist der zumindest eine Lichtleiter hindurchgeführt, sodass der zumindest eine Lichtleiter in feuchtigkeitsdichter Weise in einen gekapselten Bereich an der Leiterplatte der Leiterplattenbaugruppe geführt wird.
In einer Ausgestaltung weist die Lichtleitungsbaugruppe zumindest zwei Lichtleiter auf. Von diesen zumindest zwei Lichtleitern kann beispielsweise ein erster Lichtleiter zum Leiten von von dem lichtemittierenden Element erzeugtem Licht zu dem Streuelement und ein zweiter Lichtleiter zum Leiten von über das Streuelement empfangenem Licht zu dem lichtempfangenden Element ausgebildet sein. In diesem Fall sind an der Leiterplatte der Lichtleitungsbaugruppe sowohl ein lichtemittierendes Element und ein lichtempfangendes Element angeordnet. Über den ersten Lichtleiter kann Licht von dem lichtemittierenden Element hin zu dem Streuelement geleitet werden, um das Licht über das Streuelement nach außen hin abzustrahlen. Über den zweiten Lichtleiter kann demgegenüber Licht aus Richtung des Streuelements hin zu der Leiterplattenbaugruppe und hin zu dem an der Leiterplatte angeordneten lichtempfangenden Element geleitet werden, sodass das Licht an der Leiterplattenbaugruppe gewandelt werden kann.
Denkbar ist aber auch, dass an der Leiterplatte der Leiterplattenbaugruppe zwei oder mehr lichtemittierende Elemente, zum Beispiel in Form von Leuchtdioden, angeordnet sind, die jeweils Licht (zum Beispiel unterschiedlicher Lichtfarbe) erzeugen. Solches Licht kann über unterschiedliche Lichtleiter abgestrahlt und hin zu dem Streuelement geleitet werden.
Der erste Lichtleiter und der zweite Lichtleiter können gesondert voneinander zwischen der Leiterplattenbaugruppe und dem Streuelement erstreckt sein und dazu jeweils mit einem ersten Ende mit der Leiterplattenbaugruppe und mit einem zweiten Ende mit dem Streuelement verbunden sein. Die Lichtleitung zwischen der Leiterplattenbaugruppe und dem Streuelement erfolgt somit über getrennte Lichtleiter, die sich separat voneinander zwischen der Leiterplattenbaugruppe und dem Streuelement erstrecken und jeweils mit der Leiterplattenbaugruppe und dem Streuelement verbunden sind.
In anderer Ausgestaltung kann Licht zwischen der Leiterplattenbaugruppe und dem Streuelement aber auch abschnittsweise über einen gemeinsamen Lichtleiter geleitet werden. In diesem Fall sind der erste Lichtleiter und der zweite Lichtleiter beispielsweise über ein lichtkoppelndes Element, zum Beispiel einen Strahlteiler, miteinander verbunden, sodass an einer Stelle eine Abzweigung zwischen dem ersten Lichtleiter und dem zweiten Lichtleiter vorhanden ist. Der erste Lichtleiter und der zweite Lichtleiter sind jeweils mit einem Ende mit der Leiterplattenbaugruppe und am Orte des lichtkoppelnden Elements miteinander verbunden, sodass lediglich ein Lichtleiter zwischen dem lichtkoppelnden Element und dem Streuelement erstreckt ist und somit Licht über lediglich einen Lichtleiter zwischen dem lichtkoppelnden Element und dem Streuelement geleitet wird.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind an der Leiterplattenbaugruppe sowohl ein lichtemittierendes Element als auch ein lichtempfangendes Element vorhanden. Damit sich in diesem Fall das über das lichtemittierende Element erzeugte und abgestrahlte Licht einerseits und über das lichtempfangende Element zu empfangenes Licht andererseits nicht stören und insbesondere ein störungsfreier Signalempfang am lichtempfangenden Element möglich ist, kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass das lichtemittierende Element ausgebildet ist, Licht in einem ersten Wellenlängenbereich zu erzeugen, während das lichtempfangende Element ausgebildet ist, Licht in einem von dem ersten Wellenlängenbereich unterschiedlichen, zweiten Wellenlängenbereich umzuwandeln. Das lichtemittierende Element erzeugt Licht somit in einem Wellenlängenbereich, der sich von dem Wellenlängenbereich unterscheidet, in dem das lichtempfangende Element Licht empfangen und umwandeln kann. Beispielsweise kann das lichtemittierende Element sichtbares Licht in einem sichtbaren Wellenlängenbereich (zum Beispiel zwischen 380 nm und 780 nm) erzeugen, während das lichtempfangende Element zum Empfangen von Licht außerhalb des sichtbaren Bereichs, zum Beispiel im infraroten Wellenlängenbereich (größer als 800 nm), ausgebildet sein kann. Die Wellenlängenbereiche des lichtemittierenden Elements und des lichtempfangenden Elements sind somit voneinander getrennt, sodass eine Lichterzeugung über das lichtemittierende Element einen Signalempfang an dem lichtempfangenden Element nicht stört.
Der zumindest eine Lichtleiter der Lichtleitungsbaugruppe kann, in einer Ausgestaltung, beispielsweise als Polymerleiter zum Leiten von Licht ausgestaltet sein.
Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke soll nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:

1 eine Ansicht eines Ladesteckverbinders zum Verbinden mit einem Fahrzeuginlet auf Seiten eines Elektrofahrzeugs;
2 eine andere Ansicht des Ladesteckverbinders;
3 eine Ansicht des Ladesteckverbinders, mit teilweise freigeschnittenem Gehäuse;
4 eine ausschnittsweise vergrößerte Ansicht der Anordnung gemäß 3;
5 eine andere Ansicht des Ladesteckverbinders mit teilweise freigeschnittenem Gehäuse;
6 eine Seitenansicht der Anordnung gemäß 5;
7 eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels zur Verbindung einer Leiterplattenbaugruppe über einen Lichtleiter mit einem Streuelement;
8 eine andere Ansicht der Anordnung gemäß 7;
9 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf die Anordnung gemäß 7 und 8;
10 eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels zur Verbindung einer Leiterplattenbaugruppe über zwei Lichtleiter mit einem Streuelement;
11 eine andere Ansicht der Anordnung gemäß 10;
12 eine teilweise geschnittene Ansicht der Anordnung gemäß 10 und 11;
13 eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels zur Verbindung einer Leiterplattenbaugruppe mit einem Streuelement über zwei über ein lichtkoppelndes Element miteinander verbundene Lichtleiter;
14 eine andere Ansicht der Anordnung gemäß 13; und
15 eine teilweise geschnittene Ansicht der Anordnung gemäß 13 und 14.

1 und 2 zeigen einen Ladesteckverbinder 1, der über ein Ladekabel 2 mit einer Ladestation 3 verbunden und somit Bestandteil eines Ladesystems zum Aufladen eines Elektrofahrzeugs 4 ist.
Der Ladesteckverbinder 1 weist ein Gehäuse 10 auf, an dem zwei Steckabschnitte 100, 101 angeordnet sind, über die der Ladesteckverbinder 1 entlang einer Steckrichtung E steckend mit einem zugeordneten Gegensteckverbinder 40 in Form eines sogenannten Fahrzeuginlets auf Seiten des Elektrofahrzeugs 4 verbunden werden kann.
An den Steckabschnitten 100, 101 sind Kontaktelemente 102, 103 angeordnet, die gemeinsam ein Steckgesicht ausbilden, über das der Ladesteckverbinder 1 mit dem Gegensteckverbinder 40 auf Seiten des Elektrofahrzeugs 4 verbunden werden kann. In eingestecktem Zustand sind die elektrischen Kontaktelemente 102, 103 mit zugeordneten Gegenkontaktelementen 400 auf Seiten des Gegensteckverbinder 40 elektrisch kontaktiert, sodass Ladeströme (in Form eines Gleichstroms oder in Form eines Wechselstroms) in das Elektrofahrzeug 4 eingeleitet und somit Batterien des Elektrofahrzeugs 4 aufgeladen werden können.
Das Gehäuse 10 bildet einen Gehäusekörper 104 aus, der einen Innenraum des Gehäuses 10 einfasst und an dem ein Griffabschnitt 105 gebildet ist. An dem Griffabschnitt 105, der schräg zur Steckrichtung E erstreckt ist, kann ein Nutzer angreifen, um den Ladesteckverbinder 1 zu handhaben und insbesondere in steckende Verbindung mit dem zugeordneten Gegensteckverbinder 40 zu bringen.
Wie aus 3 bis 6 ersichtlich, ist an dem Griffabschnitt 105 ein Streuelement 14 angeordnet, das mit einer Streufläche 142 nach außen weist und dazu dient, Licht L abzustrahlen und/oder zu empfangen. Das Streuelement 14 ist über eine Lichtleitungsbaugruppe 13 mit einer Leiterplattenbaugruppe 12 verbunden, sodass über die Lichtleitungsbaugruppe 13 Licht L zwischen dem Streuelement 14 und der Leiterplattenbaugruppe 12 geleitet werden kann.
Die Leiterplattenbaugruppe 12 weist eine Leiterplatte 120 auf, an der elektrische und elektronische Funktionskomponenten 125 (schematisch eingezeichnet in 4) des Ladesteckverbinders 1 angeordnet sein können. Die Leiterplatte 120 ist mechanisch fest in dem Gehäuse 10 gehalten und in dem durch den Gehäusekörper 104 begrenzten Innenraum eingefasst und kann beispielsweise elektronische Bauelemente wie Sensoren (zum Beispiel Temperatursensoren zum Messen der Temperatur an Kontaktelementen 102, 103 der Steckabschnitte 100, 101) und/oder andere elektronische Baugruppen zum Steuern eines Ladevorgangs aufweisen.
Die Leiterplattenbaugruppe 12 kann dazu ausgestaltet sein, Licht L zu erzeugen, um Licht L über die Lichtleitungsbaugruppe 13 hin zu dem Streuelement 14 zu leiten und über das Streuelement 14 nach außen hin abzustrahlen. Über die gekrümmte Streufläche 142 wird das Licht L hierbei gestreut und somit in einen vergleichsweise großen Raumbereich abgestrahlt, sodass das Licht L durch einen Nutzer von außen gut wahrnehmbar ist. Über auf diese Weise abgestrahltes Licht L kann somit eine Signalisierung an dem Ladesteckverbinder 1 bereitgestellt werden, um beispielsweise Statusinformationen während eines Ladevorgangs anzuzeigen.
Zusätzlich oder alternativ kann die Leiterplattenbaugruppe 12 dazu ausgestaltet sein, Lichtsignale zu empfangen und zu verarbeiten, um beispielsweise einen Ladevorgang zu steuern. Hierzu kann zum Beispiel infrarotes Licht L, das durch eine über ein Betätigungselement 50 zu betätigende Fernbedienung 5 erzeugt wird (siehe 1), in das Streuelement 14 einkoppeln und über die Lichtleitungsbaugruppe 13 hin zu der Leiterplattenbaugruppe 12 geleitet werden. An der Leiterplattenbaugruppe 12 wird das Licht L gewandelt und in elektrische Steuersignale umgesetzt, die an der Leiterplatte 120 der Leiterplattenbaugruppe 12 ausgewertet werden können, um abhängig von solchen Steuersignalen einen Ladevorgang zu steuern, beispielsweise zu starten, zu modifizieren, zu unterbrechen oder zu stoppen.
Unterschiedliche Ausführungsbeispiele sind denkbar und möglich.
So weist die Leiterplattenbaugruppe 12 bei einem in 7 bis 9 dargestellten Ausführungsbeispiel (lediglich) ein an der Leiterplatte 120 angeordnetes lichtemittierendes Element 122 zum Beispiel in Form einer Leuchtdiode auf, das dazu dient, Licht zu erzeugen und abzustrahlen.
Über ein Fixierelement 124 ist ein Ende eines Lichtleiters 130 der Lichtleitungsbaugruppe 13 zu der Leiterplatte 120 festgelegt und dabei so in räumlicher Lagebeziehung zu dem lichtemittierenden Element 122 gehalten, dass von dem lichtemittierenden Element 122 erzeugtes Licht in den Lichtleiter 130 einkoppeln und über den Lichtleiter 130 geleitet werden kann.
Über ein Dichtelement 121 ist das lichtemittierende Element 122 hierbei an der Leiterplatte 120 gekapselt und feuchtigkeitsdicht eingefasst, wobei der Lichtleiter 130 durch das Dichtelement 121 hindurchgeführt ist.
Der Lichtleiter 130 ist mit seinem von der Leiterplatte 120 abgewandten Ende an einer Verbindungsstelle 141 mit einem Körper 140 des Streuelements 14 verbunden, sodass geleitetes Licht in das Streuelement 14 eingeleitet und über das Streuelement 14 und dessen Streufläche 142 in gestreuter Weise nach außen abgestrahlt wird.
Bei einem in 10 bis 12 dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Leiterplatte 120 demgegenüber sowohl ein lichtemittierendes Element 122, zum Beispiel in Form einer Leuchtdiode, und zudem ein lichtempfangendes Element 123, zum Beispiel in Form einer Fotodiode, auf.
Die Leiterplattenbaugruppe 12 ist, bei diesem Ausführungsbeispiel, über zwei getrennte Lichtleiter 130, 131 der Lichtleitungsbaugruppe 13 mit dem Streuelement 14 verbunden, wobei ein erster Lichtleiter 130 über ein Fixierelement 124 zu der Leiterplatte 120 festgelegt und in vorbestimmter räumlicher Lagebeziehung zu dem lichtemittierenden Element 122 gehalten ist, während ein zweiter Lichtleiter 131 über das Fixierelement 124 zu der Leiterplatte 120 festgelegt und in vorbestimmter räumlicher Lagebeziehung zu dem lichtempfangenden Element 123 gehalten ist. Beide Lichtleiter 130, 131 sind durch ein Dichtelement 121 hindurchgeführt, über das das lichtemittierende Element 122 und das lichtempfangende Element 123 an der Leiterplatte 120 in feuchtigkeitsdichter Weise gekapselt sind.
Licht, das von dem lichtemittierenden Element 122 erzeugt wird, kann in den ersten Lichtleiter 130 einkoppeln und wird über den ersten Lichtleiter 130, der an einer Verbindungsstelle 141 mit dem Körper 140 des Streuelements 14 verbunden ist, in das Streuelement 14 eingeleitet und über die Streufläche 142 nach außen abgestrahlt.
Lichtsignale, die von außen über die Streufläche 142 in das Streuelement 14 einkoppeln, werden demgegenüber über den zweiten Lichtleiter 131 von dem Streuelement 14 hin zu dem lichtempfangenden Element 123 an der Leiterplatte 120 geleitet, sodass die Lichtsignale durch das lichtempfangende Element 123 in elektrische Signale umgewandelt werden können.
Über die Anordnung gemäß 10 bis 12 kann somit einerseits eine Signalisierung am Gehäuse 10 zum Anzeigen von Statusinformationen zum Beispiel während eines Ladevorgangs bereitgestellt werden. Zudem können Steuersignale zum Beispiel über eine Infrarotfernbedienung 5 (siehe 1) verarbeitet werden, um zum Beispiel einen Ladevorgang zu steuern.
Auch bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 13 bis 15 kann zum einen Licht an dem Streuelement 14 zur Bereitstellung einer Signalisierung abgestrahlt werden, und zum anderen können Steuersignale hin zur Leiterplattenbaugruppe 12 geleitet werden. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 13 bis 15 sind hierzu zwei Lichtleiter 130, 131 vorgesehen, die jeweils, wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 10 bis 12, mit der Leiterplattenbaugruppe 12 verbunden sind und dazu über ein Fixierelement 124 fixiert und über ein Dichtelement 121 abgedichtet sind.
Die Lichtleiter 130, 131 sind bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 13 bis 15 - in Abweichung von dem Ausführungsbeispiel gemäß 10 bis 12 - über ein lichtkoppelndes Element 132, zum Beispiel in Form eines Strahlteilers, an einer Stelle miteinander verbunden. Zwischen dem lichtkoppelnden Element 132 und dem Streuelement 14 erstreckt sich lediglich ein einziger Lichtleiter 130, über den abgestrahltes Licht genauso wie empfangenes Licht geleitet wird.
Das lichtkoppelnde Element 132 ist dazu ausgestaltet, Licht, das von dem lichtemittierenden Element 122 erzeugt wird, über den Lichtleiter 130 von der Leiterplattenbaugruppe 12 hin zum Streuelement 14 zu leiten, sodass das Licht an dem Streuelement 14 nach außen abgestrahlt wird. Licht koppelt hierbei nicht in den anderen Lichtleiter 131 ein.
Licht, das hingegen über das Streuelement 14 empfangen wird, wird über den Lichtleiter 130 von dem Streuelement 14 bis hin zu dem lichtkoppelnden Element 132 geleitet und dort in den Lichtleiter 131 eingekoppelt, nicht aber weiter über den Lichtleiter 130 zur Leiterplattenbaugruppe 12 geleitet. Das empfangene Licht wird auf diese Weise hin zu dem lichtempfangenden Element 123 geleitet, durch das das Licht gewandelt und verarbeitet wird.
Weil das Streuelement 14 und die Leiterplattenbaugruppe 12 bei allen beschriebenen Ausführungsbeispielen räumlich getrennt voneinander angeordnet sind und die Leiterplattenbaugruppe 12 innerhalb des Gehäusekörpers 104 eingefasst ist, ist eine feuchtigkeitsdichte Abdichtung von elektrischen und elektronischen Komponenten an der Leiterplattenbaugruppe 12 in einfacher Weise möglich. Elektrische und/oder elektronische Elemente zum Lichterzeugen und/oder Lichtempfangen außenseitig am Gehäuse 10 werden dadurch vermieden, dass Licht zwischen der Leiterplattenbaugruppe 12 und dem Streuelement 14 über die Lichtleitungsbaugruppe 13 geleitet wird und lediglich das Streuelement 14 außenseitig am Gehäuse 10 angeordnet ist.
Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke ist nicht auf die vorangehend geschilderten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern lässt sich auch in gänzlich andersgearteter Weise verwirklichen.
Insbesondere kann die Leiterplattenbaugruppe auch mehr als ein lichtemittierendes Element und/oder mehr als ein lichtempfangendes Element aufweisen. Entsprechend kann die Lichtleitungsbaugruppe auch mehrere Lichtleiter zum Beispiel zum Leiten von erzeugtem Licht zwischen der Leiterplattenbaugruppe und dem Streuelement aufweisen
Eine Signalisierung von Statusformationen über an dem Streuelement abgestrahltes Licht kann auf ganz unterschiedliche Weise erfolgen. So kann das lichtemittierende Element zum Erzeugen von Licht unterschiedlicher Lichtfarbe ausgestaltet sein, sodass Statusinformationen in unterschiedlichen Lichtfarben angezeigt werden können (zum Beispiel rot - gelb - grün). Denkbar ist aber auch, dass das lichtemittierende Element dazu ausgestaltet ist, Licht auf unterschiedliche Weise zu modulieren, sodass Licht zum Beispiel in gepulster Weise oder auch als ununterbrochenes Lichtsignal abgestrahlt werden kann, um auf diese Weise unterschiedliche Statusinformationen zu signalisieren.
Bezugszeichenliste

1: Ladesteckverbinder
10: Gehäuse
100, 101: Steckabschnitt
102, 103: Kontaktelement
104: Gehäusekörper
105: Griffabschnitt
11: Innenraum
12: Leiterplattenbaugruppe
120: Leiterplatte
121: Dichtelement
122: Lichtemittierendes Element
123: Lichtempfangendes Element
124: Fixierelement
125: Funktionskomponente
13: Lichtleitungsbaugruppe
130, 131: Leichtleiter
132: Lichtkoppelendes Element (Strahlteiler)
14: Streuelement
140: Körper
141: Verbindungsstelle
142: Streufläche
143: Verbindungsstelle
2: Ladekabel
20, 21: Leitungen
3: Ladestation
4: Elektrofahrzeug
40: Gegensteckverbinder
400: Gegenkontaktelement
5: Fernbedienung
50: Betätigungselement
E: Steckrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102013208995 A1 [0007]
EP 1791227 A2 [0008]

Claims

Ladesteckverbinder (1) zum Aufladen eines Elektrofahrzeugs (4), mit einem Gehäuse (10), das einen Gehäusekörper (104) und einen Steckabschnitt (100, 101) zum steckenden Verbinden mit einem zugeordneten Gegensteckverbinder (40) aufweist, zumindest einem an dem Steckabschnitt (100, 101) angeordneten elektrischen Kontaktelement (102, 103) zum elektrischen Kontaktieren mit dem Gegensteckverbinderteil (40) und einer in dem Gehäusekörper (104) eingefassten Leiterplattenbaugruppe (12), gekennzeichnet durch ein an dem Gehäuse (10) angeordnetes Streuelement (14) mit einer Streufläche (142) zum Abstrahlen und/oder Empfangen von Licht (L) und eine Lichtleitungsbaugruppe (13) mit zumindest einem Lichtleiter (130, 131) zum Leiten von Licht (L), wobei die Leiterplattenbaugruppe (12) ein lichtemittierendes Element (122) zum Erzeugen von Licht (L) und/oder ein lichtempfangendes Element (123) zum Umwandeln von Licht (L) in ein elektrisches Signal aufweist und über die Lichtleitungsbaugruppe (13) mit dem Streuelement (14) verbunden ist, um Licht (L) zwischen der Leiterplattenbaugruppe (12) und dem Streuelement (14) über den zumindest einen Lichtleiter (130, 131) zu leiten.
Ladesteckverbinder (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (10) einen an dem Gehäusekörper (104) angeordneten Griffabschnitt (105) zum Greifen des Ladesteckverbinders (1) durch einen Nutzer aufweist.
Ladesteckverbinder (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Streuelement (14) an dem Griffabschnitt (105) angeordnet ist.
Ladesteckverbinder (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckabschnitt (100, 101) entlang einer Steckrichtung (E) steckend mit dem zugeordneten Gegenteckverbinder (40) zu verbinden ist, wobei der Griffabschnitt (105) schräg zur Steckrichtung (E) erstreckt ist.
Ladesteckverbinder (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Streuelement (14) an seiner Streufläche (142) gekrümmt ist.
Ladesteckverbinder (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Streuelement (14) an einer von der Streufläche (142) abgewandten Seite eine Verbindungsstelle (141) aufweist, an der der zumindest eine Lichtleiter (130, 131) mit dem Streuelement (14) verbunden ist.
Ladesteckverbinder (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplattenbaugruppe (12) eine Leiterplatte (120) aufweist, an der das lichtemittierende Element (122) und/oder das lichtempfangende Element (123) angeordnet sind.
Ladesteckverbinder (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass an der Leiterplatte (120) zumindest eine weitere Funktionskomponente (125) zum Steuern eines Ladebetriebs des Ladesteckverbinders (1) angeordnet ist.
Ladesteckverbinder (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplattenbaugruppe (12) ein Fixierelement (124) aufweist, über das der zumindest eine Lichtleiter (130, 131) an der Leiterplattenbaugruppe (12) befestigt ist.
Ladesteckverbinder (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplattenbaugruppe (12) ein Dichtelement (121) aufweist, durch das der zumindest eine Lichtleiter (130, 131) feuchtigkeitsdicht hindurch geführt ist.
Ladesteckverbinder (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleitungsbaugruppe (13) zumindest zwei Lichtleiter (130, 131) aufweist.
Ladesteckverbinder (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass von den zumindest zwei Lichtleitern (130, 131) ein erster Lichtleiter (130) zum Leiten von von dem lichtemittierenden Element (122) erzeugten Licht (L) zu dem Streuelement (14) und ein zweiter Lichtleiter (131) zum Leiten von über das Streuelement empfangenem Licht (L) zu dem lichtempfangenden Element (123) ausgebildet ist.
Ladesteckverbinder (1) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Lichtleiter (130) und der zweite Lichtleiter (131) jeweils mit einem ersten Ende mit der Leiterplattenbaugruppe (12) und mit einem zweiten Ende mit dem Streuelement (14) verbunden sind.
Ladesteckverbinder (1) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleitungsbaugruppe (13) ein lichtkoppelendes Element (132) aufweist, über das der erste Lichtleiter (130) und der zweite Lichtleiter (131) miteinander verbunden sind.
Ladesteckverbinder (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das lichtemittierende Element (122) ausgebildet ist, Licht (L) in einem ersten Wellenlängenbereich zu erzeugen, und das lichtempfangende Element (123) ausgebildet ist, Licht (L) in einem von dem ersten Wellenlängenbereich unterschiedlichen, zweiten Wellenlängenbereich umzuwandeln.