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Die Erfindung geht aus von einem Steckverbinder zur Fixierung in einem Gehäuse nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs 1.
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Derartige Steckverbinder werden insbesondere benötigt, um mehrere Batteriegehäuse elektrisch miteinander zu verbinden.
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Stand der Technik
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Die
DE 88 040 92 U1 zeigt ein Kontaktierungssystembei welchem mehrere Batteriezellen in Reihe geschaltet werden. Diese Batteriezellen werden bei Elektrofahrzeugen eingesetzt. Das Kontaktierungssystem weist dafür mehrere, zur elektrischen Verschaltung jeweils zweier Zellpole, Zellpolverbinder auf.
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Bei einer solchen Direktverdrahtung der Batteriezellen müssen diese räumlich nahe beieinander angeordnet sein. Ein derart gebündeltes Energiesystem ist schwer und benötigt einen entsprechend großen, zusammenhängenden Bauraum in einem Elektrofahrzeug.
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Aufgabenstellung
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Steckverbinder zur Verbindung von Gehäusen vorzuschlagen, der eine flexible Verteilung der Gehäuse in einem System, beispielsweise einem Elektrofahrzeug, ermöglicht.
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Die Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung angegeben.
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Offenbarung der Erfindung
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Der erfindungsgemäße Steckverbinder ist zur Fixierung in einer Gehäusewand eines Gehäuses, insbesondere eines Batteriegehäuses, vorgesehen. Das bedeutet, dass der gesamte Steckverbinder in der entsprechenden Gehäusewand bzw. innerhalb einer darin befindlichen Ausnehmung, insbesondere einer Gehäusebuchse, reversibel fixiert werden kann. Zumindest ein Teil des Steckverbinders ragt dabei in das Gehäuse hinein.
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Der Steckverbinder weist eine Steckseite und eine Anschlussseite auf. Auf der Steckseite sind Kontaktelemente angeordnet. Die Steckrichtung beschreibt die Richtung, in der der Steckverbinder zum Gegensteckverbinder geführt wird. Auf der Anschlussseite werden die an die jeweiligen Kontaktelemente angeschlossenen Leiter in das Steckverbindergehäuse geführt. Die Leiter sind beispielsweise zu einem Kabel zusammengefasst und von einem Kabelmantel umgeben, sodass diese Seite auch Kabelanschlussseite genannt wird. Die Anschlussrichtung beschreibt die Richtung, in der die Leiter, bzw. das Kabel, aus dem Steckverbindergehäuse herauslaufen.
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Der Steckverbinder weist ein Steckverbindergehäuse auf. Auf dem Steckverbindergehäuse ist eine Fixierhülse verschiebbar gelagert. Die Fixierhülse kann in zumindest zwei Positionen, einer ersten Position und einer zweiten Position, auf dem Steckverbindergehäuse arretiert werden.
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Über die Fixierhülse wird die Fixierung des Steckverbinders in der Gehäusewand realisiert. Befindet sich die Fixierhülse in der ersten Position, kann der Steckverbinder steckseitig in der Gehäusewand fixiert werden. Das bedeutet, dass die Steckseite des Steckverbinders in das Gehäuse hineinragt. Befindet sich die Fixierhülse in der zweiten Position, kann der Steckverbinder anschlussseitig in der Gehäusewand fixiert werden. Das bedeutet, dass die Anschlussseite des Steckverbinders in das Gehäuse hineinragt.
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Vorzugsweise hat die Fixierhülse im Wesentlichen die Form eines Hohlzylinders. Der Innendurchmesser der Fixierhülse ist etwas größer als der Außendurchmesser des ebenfalls in etwa zylinderförmigen Steckverbindergehäuses. Die axiale Erstreckung des Steckverbindergehäuse ist größer als die axiale Erstreckung der Fixierhülse. Die Fixierhülse kann auf dem Steckverbindergehäuse hin- und hergeschoben werden.
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In einer bevorzugten Variante der Erfindung weist die Fixierhülse zumindest eine Nut auf. Die Nut befindet sich im Mantel der Fixierhülse. Bei einer metallischen Fixierhülse kann die Nut beispielsweise durch Stanzen in den Mantel eingebracht worden sein. Bei einer Fixierhülse aus Kunststoff kann die Nut direkt beim Spritzgussprozess mit vorgesehen werden. Das Steckverbindergehäuse weist zumindest einen radial abstehenden Führungsstift auf, der in der Nut der Fixierhülse verläuft.
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Vorteilhafterweise weist das Steckverbindergehäuse zwei radial abstehende und gegenüberliegende Führungsstifte auf. Die Fixierhülse weist dazu zwei passende Nuten auf, in der die Führungsstifte jeweils geführt werden. Dadurch wird eine besonders präzise Führung der Fixierhülse auf dem Steckverbindergehäuse gewährleistet.
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Wenn im Folgenden eine Nut beschrieben wird, können die besagten Merkmale ebenfalls auf zwei Nuten übertragen werden, die dann jeweils dieses Merkmal aufweisen.
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Vorzugsweise ist die zumindest eine Nut z-förmig ausgestaltet. Die Z-Schenkel der Nut verlaufen jeweils senkrecht zur Steck- bzw. Anschlussrichtung. Befindet sich der jeweilige Führungsstift in einem Z-Schenkel, vollzieht die Fixierhülse lediglich eine Bewegung in ihrer Umfangsrichtung. Zwischen den Z-Schenkeln verläuft die Nut im Wesentlichen geradlinig. In diesem Bereich kann die Fixierhülse lediglich in axialer Richtung bewegt werden.
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Die Breite der zumindest einen Nut entspricht in etwa dem Durchmesser des Führungsstiftes. Vorteilhaft ist es, wenn die zumindest eine Nut endseitig jeweils einen Arretierbereich aufweist. Der Arretierbereich weist zumindest an einer Position eine Breite auf, die geringfügig kleiner oder gleich dem Durchmesser des Führungsstiftes ist. Das Material der Fixierhülse ist entsprechend elastisch ausgestaltet. Wird ein Führungsstift in den Arretierbereich geführt, wird er darin reversibel arretiert. Dadurch kann die Fixierhülse jeweils in den oben beschriebenen (End)positionen (erste und zweite Position) arretiert werden. Eine Relativbewegung von Steckverbindergehäuse und Fixierhülse ist dann nicht mehr möglich.
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Vorteilhafterweise sind auf der Fixierhülse zwei Fixierstifte gegenüberliegend angeformt. Über die Fixierstift kann die Fixierhülse und damit der Steckverbinder in der Gehäusebuchse fixiert werden. Dazu weist die Gehäusebuchse entsprechende Aufnahmen für die Fixierstifte auf. In der Gehäusebuchse können Rastkonturen angeformt sein, in welcher die Fixierstifte der Fixierhülse verrasten.
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Vorzugsweise kann Steckverbinder im vorderen Bereich mit einem O-Ring als Dichtung versehen sein. Beim Fixieren des Steckverbinders in der Gehäusebuchse wird dieser komprimiert und dichtet das System ab.
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Figurenliste
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Steckverbinders mit einer Fixierhülse in einer neutralen Position,
- 2 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Steckverbinders mit einer Fixierhülse in einer ersten Position,
- 3 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Steckverbinders mit einer Fixierhülse in einer zweiten Position,
- 4 eine Seitenansicht zweier transparenter Batteriegehäuse und einem dazwischen angeordnetem Steckverbinder,
- 5 ein in einer Gehäusebuchse des Batteriegehäuses fixierter Steckverbinder aus der Innenansicht des Batteriegehäuses und
- 6 ein in einer Gehäusebuchse des Batteriegehäuses fixierter Steckverbinder aus der Außenansicht des Batteriegehäuses.
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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.
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Die 1 bis 3 zeigen einen erfindungsgemäßen Steckverbinder 1. Der Steckverbinder 1 weist eine Steckseite S und eine Anschlussseite A auf. Der Steckverbinder 1 wird in Steckrichtung SR mit einem entsprechenden Gegensteckverbinder (nicht gezeigt) verbunden. Anschlussseitig A verläuft ein angeschlossenes Kabel (nicht gezeigt) in Kabelabgangsrichtung KA.
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Der Steckverbinder 1 weist einen Kontaktträger 2 auf, in welchem die Kontaktelemente (aus darstellerischen Gründen nicht zu sehen) angeordnet sind. Zur Zugentlastung des angeschlossenen Kabels ist gegenüberliegend - also anschlussseitig A - eine Kabelverschraubung 3 angeordnet, die mit dem Steckverbindergehäuse 4 verschraubt ist. Auf dem Steckverbindergehäuse 4 ist eine Fixierhülse 5, in Richtung des Doppelpfeils 6, verschiebbar gelagert.
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Die Fixierhülse 5 weist beidseitig jeweils eine Z-förmige Nut 7 auf. In der jeweiligen Nut 7 ist ein vom Steckverbindergehäuse 4 radial abstehender Führungsstift 8 angeordnet, der beidseitig am Steckverbindergehäuse 4 angeformt ist. Die Bewegung der Fixierhülse 5 auf bzw. entlang des Steckverbindergehäuses 4 werden durch die Nut 7 im Zusammenspiel mit dem Führungsstift 8 bestimmt.
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Die Nut 7 weist endseitig, also in den Endbereichen der jeweiligen Z-Schenkel, jeweils einen Arretierbereich 9a, 9b auf. Die Arretierbereiche 9a, 9b haben im Wesentlichen jeweils eine kreisförmige Form und sind derart ausgestaltet, dass der Führungsstift 8 in den Arretierbereich 9a, 9b einpressbar ist und ohne einen gewissen Kraftaufwand nicht selbständig wieder daraus entweicht. An der Fixierhülse 5 sind beidseitig radial abstehende Fixierstifte 10 angeformt, mit denen der Steckverbinder 1 in einer Gehäusebuchse 11 fixierbar ist. Befindet sich der jeweilige Führungsstift 8 in einem Arretierbereich 9a, 9b, kann der Steckverbinder 1 in eine Gehäusebuchse 11, 11' eingeführt und fixiert werden.
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Eine alternative Variante des Steckverbinders 1 weist eine Fixierhülse 5 mit einer Nut 7 auf, die nur einen Arretierbereich 9b aufweist. Dieser Arretierbereich ist so gewählt, dass die Fixierhülse arretiert ist, wenn der Steckverbinder 1 anschlussseitig in die Gehäusebuchse 11' eingeführt und verrastet wird.
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In 2 ist zu sehen, dass der Führungsstift 8 im Arretierbereich 9a arretiert ist. Damit befindet sich die Fixierhülse 5 in einer ersten Position, in welcher der Steckverbinder 1 steckseitig S in einem Gehäuse 12, 12' bzw. in dessen Gehäusebuchse 11, 11' fixierbar ist. In 3 ist zu sehen, dass der Führungsstift 8 im Arretierbereich 9b arretiert ist. Damit befindet sich die Fixierhülse 5 in einer zweiten Position, in welcher der Steckverbinder 1 anschlussseitig A in einem Gehäuse 12, 12' bzw. in dessen Gehäusebuchse 11, 11' fixierbar ist.
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In 4 sind zwei Batteriegehäuse 12, 12' gezeigt. Die Batteriegehäuse 12, 12' enthalten Akkus für ein Elektrofahrzeug. Innerhalb des Batteriegehäuses 12, 12' ist eine Steckerbuchse 13 angeordnet, in welcher ein Steckverbinder (nicht gezeigt) fest verbaut, d.h. nicht einfach entnehmbar ist. In die Gehäusebuchsen 11, 11' kann der erfindungsgemäße Steckverbinder 1 anschlussseitig A und steckseitig S, durch eine entsprechende Positionierung der Fixierhülse 5 eingesetzt werden. Dadurch können beliebig viele Batteriegehäuse 12, 12' miteinander elektrisch verbunden werden. Bevorzugt wird hier eine Parallelschaltung der in den Batteriegehäusen 12, 12' befindlichen Akkus (nicht gezeigt) realisiert.
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Bei der Parallelschaltung von Akkus wird der Pluspol des einen Akkus mit dem Pluspol des anderen Akkus verbunden. Selbiges passiert mit dem Minuspol. Die Ladekapazität (Ah) der einzelnen Akkus summiert sich, während die Gesamtspannung der Spannung der einzelnen Akkus entspricht.
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In 5 ist die Gehäusebuchse 11 zu sehen, in der der Steckverbinder 1 in Steckrichtung SR eingeführt und anschließend fixiert wird. Die Gehäusebuchse 11 weist dazu beidseitig eine angelhakenförmig verlaufende Nut 14 auf, in welche jeweils die Fixierstifte 10 der Fixierhülse 5 des Steckverbinders 1 eingreifen. In 6 ist die Gehäusebuchse 11' zu sehen, in welche der Steckverbinder 1 in Anschlussrichtung KA einführbar ist. Ein Kabel (nicht gezeigt) kann aus dem Batteriegehäuse herausgeführt sein. Dieses wird an den Steckverbinder 1 angeschlossen und letzterer in die Gehäusebuchse 11' eingesteckt und fixiert. Auf diese Weise können mehrere Batteriegehäuse 12, 12' bzw. die darin enthaltenen Akkus einfach miteinander verbunden werden.
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Die Batteriegehäuse 12, 12' können an unterschiedlichen Orten in einem Elektrofahrzeug platziert werden. Sie müssen explizit nicht direkt nebeneinander angeordnet sein. Dadurch kann insbesondere die Gewichtsverteilung eines solchen Fahrzeugs optimiert werden. Außerdem können einzelne Batteriegehäuse 12, 12' ausgetauscht werden. Weiterhin können bislang ungenutzte Bauräume mit den Batteriegehäusen versehen werden, was die Reichweite von Elektrofahrzeugen erhöhen kann. Die elektrische Verbindung der Batteriegehäuse 12, 12' erfolgt, wie oben beschrieben, unter Zuhilfenahme des erfindungsgemäßen Steckverbinders 1.
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Auch wenn in den Figuren verschiedene Aspekte oder Merkmale der Erfindung jeweils in Kombination gezeigt sind, ist für den Fachmann - soweit nicht anders angegeben - ersichtlich, dass die dargestellten und diskutierten Kombinationen nicht die einzig möglichen sind. Insbesondere können einander entsprechende Einheiten oder Merkmalskomplexe aus unterschiedlichen Ausführungsbeispielen miteinander ausgetauscht werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Steckverbinder
- 2
- Kontaktträger
- 3
- Kabelverschraubung
- 4
- Steckverbindergehäuse
- 5
- Fixierhülse
- 6
- Doppelpfeil
- 7
- Nut
- 8
- Führungsstift
- 9a, 9b
- Arretierbereich
- 10
- Fixierstift
- 11
- Gehäusebuchse
- 12
- Gehäuse
- 13
- Steckerbuchse
- 14
- Nut
- S
- Steckseite
- A
- Anschlussseite
- SR
- Steckrichtung
- KA
- Kabelabgangsrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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