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Die Erfindung betrifft einen elektrischen Ladesteckverbinder zum Anschluss einer Ladeeinrichtung an einen Akkumulator eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs, insbesondere eines Flurförderzeugs, mit zwei Ladestromkontakten, die elektrisch mit der Ladereinrichtung verbindbar sind, und mit zwei Hilfskontakten, die über eine Leiterschleife elektrisch miteinander verbunden sind.
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Elektrisch betriebene Fahrzeuge beziehungsweise deren Akkumulatoren sind regelmäßig mit Steckdosen ausgerüstet, an die ein elektrischer Ladesteckverbinder der eingangs genannten Art angepasst ist, so dass durch ein Einstecken des Ladesteckverbinders in die Steckdose eine elektrische Verbindung zwischen dem Akkumulator und der Ladeeinrichtung hergestellt wird. Neben zwei Hauptkontakten, die im eingesteckten Zustand des Ladesteckverbinders sich mit dessen Ladestromkontakten in einer elektrischen Verbindung befinden, umfasst die Steckdose auch zwei Dosenhilfskontakte, die sich im vollständig in die Steckdose eingesteckten Zustand des Ladesteckverbinders in elektrischem Kontakt mit den beiden Hilfskontakten des Ladesteckverbinders befinden.
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Um sicherzustellen, dass es beim Einstecken des Ladesteckverbinders in die oder Abziehen des Ladesteckverbinders von der Steckdose nicht zur Berührung mit stromführenden Teilen - insbesondere mit den Ladestromkontakten - durch das Bedienpersonal kommen kann, muss sichergestellt werden, dass die Ladestromkontakte des elektrischen Ladesteckverbinders nicht mit einer Spannung beaufschlagt sind, wenn sich der Ladesteckverbinder nicht in einem zumindest nahezu vollständig in die Steckdose eingesteckten Zustand befindet.
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Hierzu dienen die in dem elektrischen Ladesteckverbinder vorgesehenen Hilfskontakte, die sich im zumindest nahezu vollständig in die Steckdose eingesteckten Zustand des elektrischen Ladesteckverbinders in elektrischem Kontakt mit zwei Dosenhilfskontakten befinden. Auf Seiten der Ladeeinrichtung ist eine elektrische Sicherheitsschaltung vorgesehen, die eine Beaufschlagung der Ladestromkontakte mit einer Ladespannung verhindert, sofern die Dosenhilfskontakte nicht über eine Leiterschleife, die die Hilfskontakte des elektrischen Ladesteckverbinders umfasst, nicht elektrisch miteinander verbunden sind. Damit beim Einsteckvorgang des elektrischen Ladesteckverbinders in die Steckdose eine Beaufschlagung der Ladestromkontakte mit Ladespannung erst erfolgen kann, wenn sich die Ladestromkontakte im elektrischen Kontakt mit den Hauptkontakten befinden, mit anderen Worten: wenn der elektrische Ladesteckverbinder bereits nahezu vollständig in die Steckdose eingesteckt worden ist, sind die Hilfskontakte des elektrischen Ladesteckverbinders und die Dosenhilfskontakte derart aufeinander abgestimmt, dass eine Kontaktierung der Hilfskontakte mit den Dosenhilfskontakten erst zu einem späten Zeitpunkt des Einsteckvorgangs als die Kontaktierung der Ladestromkontakte mit den Hauptkontakten erfolgt. Diese Maßnahme führt dazu, dass beim Trennen der Verbindung durch Abziehen des elektrischen Ladesteckverbinders zunächst dessen Hilfskontakte von den Dosenhilfskontakten getrennt werden, worauf hin die Ladeeinrichtung die Ladespannung abschaltet.
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In jüngster Vergangenheit geht der technische Trend bei Elektrofahrzeugen, insbesondere auch bei Flurförderzeugen, hin zu Akkumulatoren höherer Kapazität und zur Reduzierung der für eine Wiederaufladung eines Akkumulators benötigten Ladezeit. Das Resultat sind immer höhere Ladespannungen und Ladeströme, die immer leistungsstärkere Ladeeinrichtungen erforderlich machen. Es hat sich herausgestellt, dass es bei solchen Ladeeinrichtungen problematisch sein kann, die Ladespannung in der kurzen Zeitspanne zwischen dem Trennen der Hilfskontakte des Ladesteckverbinders und der Dosenhilfskontakte einerseits und der Trennung der Ladestromkontakte und der Hauptkontakte der Steckdose andererseits beim Abziehen des Ladesteckverbinders vergeht, vollständig abzuschalten.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen elektrischen Ladesteckverbinder derart weiterzubilden, dass der Ladestrom bei einem Abziehen des Ladesteckverbinders von der Steckdose abgeschaltet ist, wenn die Trennung des Ladesteckverbinders von der Steckdose erfolgt ist, ohne dass es hierzu aufwändiger technischer Umgestaltungen des elektrischen Ladesteckverbinders bedarf.
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Diese Aufgabe wird durch einen elektrischen Ladesteckverbinder mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Der erfindungsgemäße elektrische Ladesteckverbinder weist Mittel zur Unterbrechung der elektrischen Verbindung der Hilfskontakte auf. Eine Unterbrechung der elektrischen Verbindung führt - wie auch eine Trennung der Hilfskontakte des elektrischen Ladesteckverbinders von den Dosenhilfskontakten - zu einem Abschalten der Ladespannung. Durch Aktivierung der Mittel ist es nun möglich, die Ladespannung abzuschalten, bevor der elektrische Ladesteckverbinder abgezogen wird. Auf diese Weise ist es möglich, auch bei Ladeeinrichtungen, bei welchen die vollständige Abschaltung der Ladespannung zeitverzögert, d. h. mit einer gewissen Trägheit erfolgt, die elektrische Verbindung der Hilfskontakte ausreichend frühzeitig zu unterbrechen, so dass zumindest zum Zeitpunkt des vollständigen Trennens des elektrischen Ladesteckverbinders von der Steckdose an den Ladestromkontakten keine Spannung mehr anliegt.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der elektrische Ladesteckverbinder ein Bedienelement zu seiner mechanischen Bedienung. Unter „mechanischer Bedienung“ ist insbesondere das Einstecken in die Steckdose und ganz besonders das Abziehen von der Steckdose zu verstehen.
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Die Mittel zur Unterbrechung der elektrischen Verbindung sind dann - besonders bevorzugt - derart ausgebildet, dass die Mittel bei der mechanischen Bedienung selbsttätig aktiviert werden. Diese Weiterbildung hat den Vorteil, dass die Aktivierung der Mittel - d. h. die Unterbrechung der elektrischen Verbindung - keine zusätzlichen Bedienschritte erfordert und somit vom Bedienpersonal nicht vergessen werden kann.
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Bei einer des Weiteren bevorzugten Ausgestaltung des elektrischen Ladesteckverbinders umfasst das Bedienelement eine Griffanordnung und die Mittel zur Unterbrechung der elektrischen Verbindung sind in oder an der Griffanordnung vorgesehen. Die Bedienungssicherheit des elektrischen Ladesteckverbinders ist hierdurch abermals erhöht, da das Vorsehen einer Griffanordnung regelmäßig dazu führt, dass das Bedienpersonal diese zur mechanischen Bedienung nutzt und den elektrischen Ladesteckverbinder nicht auf eine andersgeartete Weise, die möglicherweise keine Aktivierung der Mittel zur Unterbrechung der elektrischen Verbindung bewirkt, bedient.
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Bei einer bevorzugten Weiterbildung des elektrischen Ladesteckverbinders umfasst die Griffanordnung ein mit einer Hand umgreifbares Griffelement, und die Mittel zur Unterbrechung der elektrischen Verbindung sind derart angeordnet und ausgebildet, dass sie beim Umgreifen des Griffelements mit einer Hand aktiviert werden. Aufgrund dieser Maßnahme ist die Bediensicherheit des erfindungsgemäßen elektrischen Ladesteckverbinders abermals verbessert.
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Die Mittel zur Unterbrechung der elektrischen Verbindung können grundsätzlich auf beliebige, an sich zur Unterbrechung eines Stromkreises bekannte Weise ausgebildet sein. Besonders technisch einfach und besonders zuverlässig ausgebildet sind die Mittel zur Unterbrechung der elektrischen Verbindung dann, wenn sie einen Tastschalter mit einem von dem Griffelement vorstehenden Betätigungselement umfassen. Es versteht sich, dass der Tastschalter derart konzipiert sein muss, dass eine Betätigung des Betätigungselements zu einer Öffnung des Schalters im Sinne einer Unterbrechung der elektrischen Verbindung der Hilfskontakte führt.
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Besonders bevorzugt ist der Tastschalter als Mikroschalter ausgebildet und das Betätigungselement umfasst - weiter bevorzugt - einen Scharnierhebel. Der Scharnierhebel kann beispielsweise an dem Mikroschalter selbst oder auch an dem Griffelement mit einem Ende scharniergelenkig angelenkt sein und an einem mit Federkraft beaufschlagten Schaltelement des Mikroschalters anliegen.
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Zur Erleichterung der Bedienung ist das Griffelement vorzugsweise langgestreckt ausgebildet und das Betätigungselement erstreckt sich zumindest über die Hälfte der Länge dieses Griffelements. Es hat sich gezeigt, dass bei einer derartigen Ausbildung des elektrischen Ladesteckverbinders Fehlbetätigungen zuverlässig vermieden werden.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des elektrischen Ladesteckverbinders umfasst die Griffanordnung einen etwa U-förmigen Griffbügel. Dieser umfasst dann - besonders bevorzugt - zwei etwa parallel zueinander verlaufende Längsschenkel und einen die Längsschenkel verbindenden Querschenkel, der dann das Griffelement bildet.
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Die Erfindung soll nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren weiter erläutert werden. Es zeigen:
- 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen elektrischen Ladesteckverbinders in einer perspektivischen Ansicht;
- 2 ein als Griffanordnung ausgebildetes Bedienelement in einer ersten perspektivischen Ansicht;
- 3 dasselbe als Griffanordnung ausgebildete Bedienelement in einer zweiten perspektivischen Ansicht;
- 4 - rein schematisch - eine Anordnung von Ladestromkontakten und Hilfskontakten des Ladesteckverbinders einerseits und einer Anordnung von Hauptkontakten und Dosenhilfskontakten einer Steckdose andererseits, im in die Steckdose eingesteckten Zustand des elektrischen Ladesteckverbinders bei nicht aktivierten Mitteln zur Unterbrechung der elektrischen Verbindung der Hilfskontakte;
- 5 eine 4 entsprechende Darstellung, jedoch bei aktivierten Mitteln zur Unterbrechung der elektrischen Verbindung der Hilfskontakte;
- 6 eine 5 entsprechende Darstellung, wobei die Mittel zur Unterbrechung der elektrischen Verbindung der Hilfskontakte aktiviert sind und der elektrische Steckverbinder soweit von der Steckdose abgezogen ist, dass dessen Hilfskontakte nicht mehr mit den Dosenhilfskontakten elektrisch verbunden sind, sich die Ladestromkontakte aber noch mit den Hauptkontakten in Eingriff und damit im elektrischen Kontakt befinden;
- 7 eine 6 entsprechende Darstellung, jedoch bei vollständig von der Steckdose abgezogenen elektrischen Ladesteckverbinder sowie
- 8, 9, 10 dieselben elektrischen Betätigungszustände wie in 4, 6 und 7 mit einem herkömmlichen elektrischen Ladesteckverbinder.
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Das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel des elektrischen Ladesteckverbinders, nachfolgend als „Ladesteckverbinder 100“ bezeichnet, umfasst ein Gehäuse 1 mit einem Kontaktaufnahmeteil 2 und einem Steckeransatz 3.
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Der Steckeransatz 3 umfasst Kontaktaufnahmen 4, 5 zur Aufnahme jeweils eines Ladestromkontakts 6, 7 sowie Zusatzaufnahmen 8, 9 zur Aufnahme von jeweils einem Hilfskontakt 10, 11. Der Steckeransatz 3 umgibt die Ladestromkontakte 6, 7 und die Hilfskontakte 10, 11, so dass diese in 1 nicht erkennbar sind.
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Der Ladesteckverbinder 100 umfasst des Weiteren ein Bedienelement 12 mit einer mechanischen Bedienung. Unter „mechanischer Bedienung“ ist insbesondere ein Einstecken in und ein Abziehen von einer in der Zeichnung nicht dargestellten Steckdose zu verstehen.
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Das Bedienelement umfasst eine Griffanordnung 13, die einen etwa U-förmigen Griffbügel 14 mit zwei etwa parallel zueinander verlaufenden Längsschenkeln 15, 16 und einem die Längsschenkel verbindenden Querschenkel 17 aufweist.
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Wie insbesondere in 2 und 3 erkennbar ist, weisen die Längsschenkel 15, 16 an den vom Querschenkel 17 distalen Enden Montagebereiche 18, 19 auf, über welche die Griffanordnung 13 am Gehäuse 1 des Ladesteckverbinders 100 formschlüssig und durch eine in der Zeichnung nicht näher erkennbare Verschraubung befestigbar ist.
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Zur Erhöhung der mechanischen Stabilität der Griffanordnung 13 ist vom Querschenkel 17 aus gesehen vor den Montagebereichen eine Querstrebe 20 vorgesehen, die die beiden Längsschenkel 15, 16 miteinander verbindet.
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In dem Querschenkel 17 ist ein von außen nicht sichtbarer, in den 1 bis 3 lediglich schematisch angedeuteter, als Tastschalter 21 ausgebildeter Mikroschalter 22 angeordnet, dessen Wirkungsweise weiter unten unter Bezugnahme auf die 4 bis 7 erläutert ist. Ferner ist in dem Querschenkel 17 ein Betätigungselement 23 für den Mikroschalter 22 in Form eines Scharnierhebels 24 vorgesehen, welcher aus einer schlitzförmigen Öffnung 25 zur Innenseite der Griffanordnung 13, d. h. auf der der Querstrebe 20 zugewandten Seite des Querschenkels 17, herausragt. Der Scharnierhebel 24 ist in dem Querschenkel 17 um eine in den 1 bis 3 lediglich schematisch dargestellte Achse A verschwenkbar gelagert.
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Wie aus den 1 bis 3 erkennbar ist, bildet der Querschenkel 17 ein mit einer Hand umgreifbares Griffelement 26. Bei einem Umgreifen desselben wird zwangsläufig der Scharnierhebel 24 bezüglich des Querschenkels 17 nach innen verlagert, wobei er bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine Schwenkbewegung um die Achse A entgegen dem Uhrzeigersinn vollzieht. Solange sich der Scharnierhebel 24 in seiner nach innen verlagerten Betätigungsposition befindet, wird der Mikroschalter 22 betätigt. Mittels einer in der Zeichnung nicht erkennbaren Federanordnung wird der Scharnierhebel 24 mit einer bezüglich des Querschenkels 17 nach außen gerichteten Federkraft beaufschlagt, so dass der Scharnierhebel aus der in den Querschenkel 17 hineinverlagerten Betätigungsposition in seine in den 1 bis 3 dargestellte Ruheposition beim Loslassen des Griffelements 26 zurückschwenkt.
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Die Funktionalität des als Mikroschalter 22 ausgebildeten Tastschalters 21 wird nun anhand der 4 bis 8 erläutert.
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4 bis 8 zeigen - rein schematisch - die Ladesteckkontakte 6, 7, die Hilfskontakte 10, 11 und den Mikroschalter 22 des Ladesteckverbinders, sowie Hauptkontakte 27, 28 und Dosenhilfskontakte 29, 30 einer ansonsten in der Zeichnung nicht dargestellten Steckdose.
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4 zeigt einen Ladezustand, bei welcher sich die Ladestromkontakte 6, 7 des Ladesteckverbinders in elektrischem Kontakt mit den Hauptkontakten 27, 28 der Steckdosen befinden. Darüber hinaus befinden sich die Hilfskontakte 10, 11 des Ladesteckverbinders in elektrischem Kontakt mit den Dosenhilfskontakten 29, 30. Die Hilfskontakte 10, 11 sind über eine Leiterschleife miteinander elektrisch verbunden, in welche der Mikroschalter 22 eingeschaltet ist. Die Leiterschleife 31 ist vom Gehäuse 1 des Ladesteckverbinders durch den Griffbügel 14 verlegt. Bei dem in 4 dargestellten Zustand sind die Dosenhilfskontakte 29, 30 über den mit Hilfe der Hilfskontakte 10, 11, der Leiterschleife 31 und dem geschlossenen Mikroschalter gebildeten Stromkreis elektrisch miteinander verbunden. Eine in der Zeichnung nicht dargestellte, elektronische Schaltung steuert eine an die Ladestromkontakte 6, 7 elektrisch angeschlossene Ladeeinrichtung, die in der Zeichnung nicht dargestellt ist, so dass die Ladestromkontakte 6, 7 mit einer Ladespannung beaufschlagt werden.
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Wird nun von einer Bedienperson das Griffelement 26 zum Zwecke eines Abziehens des Ladesteckverbinders von einer Steckdose umgriffen, so wird durch Betätigung des Scharnierhebels 24 der Mikroschalter 22 geöffnet, wie dies in 5 dargestellt ist. Die elektrische Leiterschleife 31 und somit die Verbindung der Dosenhilfskontakte 29, 30 wird unterbrochen. Die mit der Ladeeinrichtung verbundene elektrische Schaltung bewirkt, dass die Ladespannung, die zuvor an den Ladestromkontakten 6, 7 angelegen hat, abgeschaltet wird.
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Während des Abziehens des Ladesteckverbinders von der Steckdose verbleibt der Scharnierhebel 24 zwangsläufig durch die das Griffelement umgreifenden Hand der Bedienperson gedrückt, so dass die elektrische Verbindung der Dosenhilfskontakte 29, 30 auch für die Dauer des Abziehvorgangs unterbrochen ist, bevor sich die Dosenhilfskontakte 29, 30 nicht mehr in elektrischer Verbindung mit den Hilfskontakten 10, 11 befinden, wie dies in 6 dargestellt ist. In dem hier dargestellten Zustand befinden sich die Ladestromkontakte 6, 7 noch in elektrischem Kontakt mit den Hauptkontakten 27, 28. Die Dimensionierung und Positionierung der Ladestromkontakte 6, 7 und der Hauptkontakte 27, 28 einerseits und der Hilfskontakte 10, 11 und der Dosenhilfskontakte 29, 30 andererseits führt jedoch dazu, dass bereits eine Trennung der Hilfskontakte 10, 11 von den Dosenhilfskontakten 29, 30 erfolgt ist, so dass die von der Ladeeinrichtung bereitgestellte Ladespannung abgeschaltet verbleibt, selbst wenn nun das Griffelement 26 los gelassen wird, der Scharnierhebel 24 in seine Ausgangslage zurückschwenkt und der Mikroschalter wieder schließt. Das Loslassen des Griffelements 26 erfolgt jedoch üblicherweise erst in der in 7 dargestellten, vollständig von der Steckdose abgezogenen Position des Ladesteckverbinders, in der aufgrund der elektrischen Trennung der beiden Dosenhilfskontakte 29, 30 auch bei geschlossenem Mikroschalter 22 die Ladestromkontakte 6, 7 nicht mit Ladespannung beaufschlagt werden.
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Zum Vergleich sind in 8 bis 10 die Verhältnisse beim Abziehen eines herkömmlichen Ladesteckverbinders von einer Steckdose dargestellt. Erkennbar erfolgt die elektrische Trennung der beiden Dosenhilfskontakte 29, 30 nicht bereits in dem Moment, in dem das Griffelement 26 umgriffen und damit der Mikroschalter 22 betätigt wird, sondern erst dann, wenn der Ladesteckverbinder 100 bereits so weit von der Steckdose abgezogen ist, dass sich die Dosenhilfskontakte 29, 30 nicht mehr in elektrischer Verbindung mit den Hilfskontakten 10, 11 befinden. Die erfindungsgemäße Ausbildung des Ladersteckverbinders 100 bewirkt somit, dass die Ladeeinrichtung bereits zu einem früheren Zeitpunkt so angesteuert wird, dass sie die Ladespannung abschaltet, so dass auch bei Ladeeinrichtungen mit längeren Reaktionszeiten die Gefahr reduziert ist, dass bei einem vollständig abgezogenen Ladesteckverbinder an den Ladesteckkontakten noch eine Ladespannung anliegt.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Ladesteckverbinder
- 1
- Gehäuse
- 2
- Kontaktaufnahmeteil
- 3
- Steckeransatz
- 4, 5
- Kontaktaufnahme
- 6, 7
- Ladestromkontakt
- 8, 9
- Zusatzaufnahme
- 10, 11
- Hilfskontakt
- 12
- Bedienelement
- 13
- Griffanordnung
- 14
- Griffbügel
- 15, 16
- Längsschenkel
- 17
- Querschenkel
- 18, 19
- Montagebereiche
- 20
- Querstrebe
- 21
- Tastschalter
- 22
- Mikroschalter
- 23
- Betätigungselement
- 24
- Scharnierhebel
- 25
- Öffnung
- 26
- Griffelement
- 27, 28
- Hauptkontakte
- 29, 30
- Dosenhilfskontakte
- 31
- Leiterschleife
- A
- Achse
