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Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder, mit einem Gehäuse, einem bezüglich des Gehäuses schwenkbeweglichen Verriegelungselement, mittels welchem der Steckverbinder an einem Gegensteckverbinder befestigbar ist, und einem Dichtungselement, welches zwischen dem Verriegelungselement und dem Gehäuse angeordnet sowie in dem Gehäuse und in dem Verriegelungselement gelagert ist und das Verriegelungselement zum Gehäuse abdichtet.
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Steckverbinder, insbesondere Ladesteckverbinder, zum Laden von Elektrofahrzeugen, welche über ein Kabel mit einer Ladestation verbunden sind, weisen üblicherweise ein Verriegelungselement auf. Mittels dieses Verriegelungselements ist der Steckverbinder mit einem Gegensteckverbinder, der fahrzeugseitig oder an einer Ladestation angeordnet sein kann, verbindbar bzw. an diesem befestigbar. Das Verriegelungselement ist vorzugsweise in Form einer Wippe ausgebildet. Beim Stecken des Steckverbinders wird das Verriegelungselement geöffnet und rastet selbsttätig in eine Gegenkontur des Gegensteckverbinders ein. Das Lösen des eingerasteten Verriegelungselements erfolgt üblicherweise durch Aufbringen eines Drucks auf das hintere, einem Steckgesicht des Steckverbinders entfernte Endes des Verriegelungselements. Hierdurch kann das vordere Ende des Verriegelungselements, an welchem ein Rasthaken zum Einrasten des Verriegelungselements an dem Gegensteckverbinder ausgebildet ist, gegen den Druck einer Feder aufgehebelt werden, sodass das Verriegelungselement aus seiner Verrastung gelöst werden kann. Somit kann der gesamte Steckverbinder von dem Gegensteckverbinder entfernt bzw. abgezogen werden.
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Ein Steckverbinder der Eingangs genannten Art, der die Merkmale des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 aufweist, ist aus der
WO 2016/119941 A1 bekannt. Um bei diesem Steckverbinder die Funktionsfähigkeit des Verriegelungselements auch bei widrigen Umwelteinflüssen, wie Schmutz und/oder Wasser, gewährleisten zu können, ist vorgesehen, das Dichtungselement sowohl mit dem Verriegelungselement als auch mit dem Gehäuse zu verbinden. Das Verriegelungselement ist ausschließlich in dem Dichtungselement gelagert. Bei externer Einwirkung auf das Verriegelungselement wird das Dichtungselement verformt und damit das Verriegelungselement bezüglich des Gehäuses verschwenkt. Da das Verriegelungselement über einen Großteil seiner Länge im Dichtungselement gelagert ist, sind erhebliche Betätigungskräfte beim Betätigen des Steckverbinders zum Schwenken des Verriegelungselements aufzubringen. Abgesehen hiervon ist aufgrund der durch das Verriegelungselement bedingten relativ großen Länge des Dichtungselements eine relativ große Dichtlänge zwischen den Dichtungselement und dem Gehäuse sowie dem Dichtungselement und dem Verriegelungselement zu beherrschen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Steckverbinder, der die Merkmale des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 aufweist, so weiterzubilden, dass eine besonders gute Abdichtung des Steckverbinders im Bereich des Verriegelungselements gewährleistet ist und der Kraftaufwand zum Betätigen des Verriegelungselements relativ gering ist.
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Gelöst wird die Aufgabe durch einen Steckverbinder, der die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist.
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Der erfindungsgemäße Steckverbinder weist das Gehäuse, das bezüglich des Gehäuses schwenkbewegliche Verriegelungselement, mittels welchem der Steckverbinder an dem Gegensteckverbinder befestigbar ist, und das Dichtungselement, welches zwischen dem Verriegelungselement und dem Gehäuse angeordnet sowie in dem Gehäuse und in dem Verriegelungselement gelagert ist, auf. Hierbei ist das Verriegelungselement zum Gehäuse abgedichtet.
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Ferner ist bei dem erfindungsgemäßen Steckverbinder vorgesehen, dass das Verriegelungselement im Gehäuse schwenkbar gelagert ist und der Steckverbinder einen Deckel zum Abdecken des Verriegelungselements aufweist. Der Deckel ist abgedichtet mit dem Gehäuse verbunden. Das Dichtungselement umschließt, im Abstand zur Schwenkachse des Verriegelungselements im Gehäuse, das Verriegelungselement. Das Dichtungselement ist in einem inneren Bereich des Dichtungselements zum Verriegelungselement abgedichtet. Das Dichtungselement ist in einem äußeren Bereich des Dichtungselements zum Gehäuse und zum Deckel abgedichtet.
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Der Steckverbinder weist somit zusätzlich einen Deckel auf und es dichtet das Dichtungselement zum Gehäuse und zum Deckel ab und überdies zum Verriegelungselement ab, wobei das Dichtungselement das Verriegelungselement umschließt. Beim Betätigen des Verriegelungselements, somit dem Schwenken des Verriegelungselements, erfährt das Dichtungselement somit eine Verformung in Schwenkrichtung. In dem dem Verriegelungselement beim Schwenken vorlaufenden Bereich wird das Dichtungselement stärker komprimiert und in dem dem Verriegelungselement nachlaufenden Bereich ergibt sich eine Reduzierung der Komprimierung des Dichtungselements bei weiterhin bestehender Dichtigkeit zwischen Verriegelungselement und Dichtungselement.
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Bevorzugt ist das Verriegelungselement als Wippe ausgebildet. Dies ermöglicht eine gute Bedienbarkeit des Verriegelungselements bei ergonomisch günstigem Aufbringen einer Schwenkkraft auf das Verriegelungselement zum Befestigen des Steckverbinders am Gegensteckverbinder.
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Insbesondere ist vorgesehen, dass die Wippe im Bereich eines ersten Endes einen Rastvorsprung zum Befestigen am Gegensteckverbinder aufweist. Insbesondere ist ferner vorgesehen, dass die Wippe im Bereich eines zweiten Endes eine Betätigungsaufnahme aufweist. Im Bereich dieser Betätigungsaufnahme erfolgt die Einwirkung der Betätigungskraft auf die Wippe. Die Betätigungskraft kann manuell oder auch nicht manuell aufgebracht werden. Insbesondere erfolgt ein nichtmanuelles Aufbringen der Betätigungskraft elektrisch. Dies kann beispielsweise durch Aktivieren eines Magneten erfolgen.
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Vorzugsweise ist das Verriegelungselement entgegen einer Federkraft betätigbar, insbesondere die Wippe entgegen einer Federkraft betätigbar. Mittels der Federkraft wird das Verriegelungselement entweder in die Befestigungsstellung des Verriegelungselements oder aber entgegengesetzt bewegt, je nachdem, welche Wirkrichtung manuell oder nicht manuell auf das Verriegelungselement bzw. die Betätigungsaufnahme einwirkt.
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Vorzugsweise ist der Steckverbinder derart ausgebildet, dass dieser elektrische Komponenten aufweist. Diese sind insbesondere zum Bedienen des Steckverbinders oder zum Anzeigen von elektrischen Zuständen, die sich auf einen Ladevorgang eines Fahrzeugs beziehen, ausgebildet. Bestimmte solcher elektrischen Komponenten sind vorzugsweise im Gehäuse, auf der dem Deckel zugewandten Seite des Gehäuses, angeordnet. Diese elektrischen Komponenten sind insbesondere eine Magnetspule zur Verriegelung des Verriegelungselements und/oder Schalter.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Weiterbildung des Steckverbinders ist vorgesehen, dass das Dichtungselement rotationssymmetrisch ausgebildet ist. Aufgrund dieser Gestaltung lässt sich das Dichtungselement besonders einfach und kostengünstig herstellen und erlaubt eine wirkungsvolle Verformung bei Einwirkung mittels des Verriegelungselements bei dessen Schwenken.
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Insbesondere besteht das Dichtungselement aus einem elastischen Material. Es handelt sich hierbei insbesondere um Gummi oder einen elastisch verformbaren Kunststoff.
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In einem konkreten, bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass das Dichtungselement einen ersten Dichtbereich zum Verriegelungselement und in Abstand zu diesem ersten Dichtbereich einen zweiten Dichtbereich zum Verriegelungselement aufweist, wobei das Dichtungselement zwischen diesen beiden Dichtbereichen einen Hohlraum aufweist. Hierdurch ist in beabstandeten Bereichen des Verriegelungselements, bezogen auf dessen Länge, jeweils ein Dichtbereich zum Verriegelungselement hin ausgebildet. Damit ist eine besonders gute Abdichtung des Verriegelungselements zur Umgebung, somit zur Atmosphäre hin gewährleistet, da das Verriegelungselement axial aus dem Dichtungselement herausgeführt ist und im herausgeführten Bereich der Steckverbinder an dem Gegensteckverbinder befestigt wird. Der Hohlraum gestattet, ohne dass hohe Kräfte auf das Verriegelungselement zu dessen Verschwenken aufgebracht werden müssen, eine Verformbarkeit des Dichtungselements infolge des Verriegelungselements.
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Vorzugsweise ist der Steckverbinder derart gestaltet, dass das Dichtungselement einen ersten Bereich aufweist, der zylindrisch, mit mindestens einer äußeren umlaufenden Aufnahme für das Gehäuse und den Deckel, ausgebildet ist. Über diese Aufnahme ist eine ausreichende Abdichtung des Dichtungselements sowohl zum Gehäuse als auch zum Deckel sichergestellt. Sind mehrere äußere, umlaufende Aufnahmen vorgesehen, lässt sich die Dichtwirkung des Dichtungselements zum Gehäuse und zum Deckel weiter verbessern.
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Insbesondere weist das Dichtungselement im ersten Bereich den ersten Dichtbereich auf. Somit erfolgt in demjenigen Bereich, in dem das Dichtungselement in dem Gehäuse und dem Deckel gelagert ist, auch die Abdichtung zwischen Dichtungselement und Gehäuse sowie zwischen Dichtungselement und Deckel.
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Vorzugsweise weist das Dichtungselement einen zweiten Bereich auf, der hohl ausgebildet ist. Der zweite Bereich ist konisch verjüngend oder treppenförmig verjüngend ausgebildet. Da der Hohlraum dem zweiten Bereich zugeordnet ist, kann dort eine reduzierte Dicke des Dichtungselements verwirklicht werden, mit der Konsequenz der einfacheren Verformbarkeit des Dichtungselements beim Betätigen des Verriegelungselements bei gleichzeitiger optimaler Abdichtung zwischen Verriegelungselement und Dichtungselement.
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Das Dichtungselement kann mit seinem zweiten Bereich dem Rastvorsprung zugewandt sein oder abgewandt sein. Die jeweilige Gestaltung richtet sich insbesondere nach den geometrischen Gegebenheiten.
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Die Erfindung und deren Weiterbildungen schlägt somit einen Steckerverbinder, insbesondere im Zusammenhang bei der Verwendung von Ladesäulen vor, bei dem eine sichere Abdichtung gegen Witterungseinflüsse gewährleistet ist, wobei diese Abdichtung dauerhaft gewährleistet ist. Beim Montieren des Deckels erfolgt eine Bewegung senkrecht zur Längserstreckung des Verriegelungselements, womit keine Gefahr einer Verschiebung des Dichtungselements besteht. Bei Betätigen des Verriegelungselements wird das Dichtungselement nur geringfügig verformt. Eine Kraft zur Betätigung des Verriegelungselements verändert sich allenfalls unwesentlich.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der beigefügten Zeichnung und der Beschreibung des in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispiels, ohne hierauf beschränkt zu sein.
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Es zeigt:
- 1 einen Steckverbinder in einer räumlichen Ansicht,
- 2 den in 1 gezeigten Steckverbinder, bei abgenommenem Deckel,
- 3 den Steckverbinder in einem das Verriegelungselement, das Dichtungselement, das Gehäuse und den Deckel zeigenden Bereich geschnitten,
- 4 in einer vergrößerten Darstellung einen Teilbereich des Steckverbinders im Bereich des Dichtungselements.
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Figurenbeschreibung
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In 1 ist ein Steckverbinder 1 gezeigt, der insbesondere zum Laden eines Elektrofahrzeugs geeignet ist. Der Steckverbinder 1 weist ein Gehäuse 2 auf, an dessen einem Ende ein aus Verschleißgründen austauschbares Steckgesicht 3 ausgebildet ist, an welchem mehrere, hier nicht gezeigte Kontaktelemente angeordnet sind. Über das Steckgesicht 3 kann der Steckverbinder 1 mit einem nicht gezeigten Gegensteckverbinder elektrisch leitend kontaktiert werden, der fahrzeugseitig oder an einer Ladestation angeordnet sein kann. An einem dem Steckgesicht 3 gegenüberliegenden Ende des Steckverbinders 1 weist das Gehäuse 2 des Steckverbinders 1 eine Einführöffnung 4 zum Einführen eines Ladekabels 5 in den Steckverbinder 1 auf.
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Der Steckverbinder 1 weist ferner ein in dem Gehäuse 2 schwenkbeweglich gelagertes Verriegelungselement 6, das als Wippe ausgebildet ist, auf. Mittels des Verriegelungselements 6 kann der Steckverbinder 1 an dem Gegensteckverbinder befestigt, insbesondere verriegelt werden. Das Verriegelungselement 6 ist etwa auf halber Länge schwenkbar in einem im Gehäuse 2 gelagerten Lager 7 gelagert. Die Schwenkachse des Lagers 7 ist mit der Bezugsziffer 8 bezeichnet. Das Verriegelungselement 6 weist an seinen vorderen Enden 9, das über das Gehäuse 2 hinausragt, einen Rasthaken 10 zum Hinterrasten an dem Gegensteckverbinder auf. An dem dem Rasthaken 10 gegenüberliegenden hinteren Ende 11 des Verriegelungselements 6 kann dieses von einem Benutzer durch Aufbringen einer Druckkraft gemäß dem Pfeil 12 entgegen der Kraft einer im Gehäuse 2 gelagerten Feder 13 betätigt werden, um das Verriegelungselement 6 derart zu verschwenken, dass das Verriegelungselement 6 mittels des Rasthakens 10 an dem Gegensteckverbinder einrastet oder von diesem gelöst wird. Das Verriegelungselement 6 ist an einer Oberseite 14 des Gehäuses 2 angeordnet.
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Der Steckverbinder 1 weist ferner einen Deckel 15 zum Abdecken des Verriegelungselements 6 im Bereich seines hinteren Endes 11 und seines mittleren Bereiches sowie der Oberseite 14 des Gehäuses 2 auf. Nicht abgedeckt wird von dem Deckel 15 der vorne aus dem Gehäuse 2 ragende Bereich des Verriegelungselements 6, der den Rasthaken 10 aufweist. Der Deckel 15 ist zum Gehäuse 2 abgedichtet. Insofern ist zwischen dem Deckel 15 und dem Gehäuse 2 eine geschlossene Dichtung 16 aus einem elastischen Material, insbesondere einem elastomeren Kunststoff, angeordnet. Diese Dichtung 16 ist im Wesentlichen entlang eines U mit die freien Schenkeln des U verbindendem Steg ausgebildet.
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Der Steckverbinder 1 weist ein weiteres Dichtungselement 17 auf. Dieses besteht aus einem elastischen Material, insbesondere einem elastomeren Kunststoff. Das rotationssymmetrisch ausgebildete Dichtungselement 17 umschließt im vorderen Endbereich des Deckels 15, somit in Abstand zur Schwenkachse 8 des Verriegelungselements 6, das Verriegelungselement 6. Das Dichtungselement 17 ist in einem inneren Bereich 18 des Dichtungselements 17 zum Verriegelungselement 6 abgedichtet. Das Dichtungselement 17 ist ferner in einem äußeren Bereich 19 des Dichtungselements 17 zum Gehäuse 2 und zum Deckel 15 abgedichtet.
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Das Dichtungselement 17 weist einen ersten Dichtbereich 20 zum Verriegelungselement 6 und in axialem Abstand zu diesem einen zweiten Dichtbereich 21 zum Verriegelungselement 6 auf. Zwischen diesen beiden Dichtbereichen 20 und 21 weist das Dichtungselement 17 einen Hohlraum 22 auf. Ferner weist das Dichtungselement 17 einen ersten Bereich 23 auf, der zylindrisch mit zwei axial beabstandet angeordneten äußeren umlaufenden Aufnahmen 25, die als Nut ausgebildet sind, für das Gehäuse 2 und den Deckel 15 ausgebildet ist. Hierbei weist das Dichtungselement 17 im ersten Bereich 23 den ersten Dichtbereich 20 auf. Der zweite Bereich 24 des Dichtungselements weist den Hohlraum 22 auf und ist treppenförmig verjüngend ausgebildet. Hierbei ist das Dichtungselement 17 mit seinem zweiten Bereich 24 dem Rastvorsprung 10 zugewandt.
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Betätigt wird das Verriegelungselement 6 durch Einwirken einer Kraft gemäß Pfeil 12 auf einen im Deckel 15 verschieblich gelagerten Betätigungsstift 26, der auf das Verriegelungselement 6 entgegen der Kraft der Feder 13 einwirkt und somit das Verriegelungselement 6 mit dessen Vorsprung 10 gemäß Pfeil 27 verschwenkt. Ein weiteres Dichtungselement 28, das im Deckel 15 gelagert ist, deckt den Betätigungsstift 26 außen ab.
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Beim Schwenken des Verriegelungselements 6 wird das Dichtungselement 17 ausschließlich in Richtung des Pfeils 27 zwischen Verriegelungselement 6 und Deckel 15 komprimiert, sodass das Dichtungselement 17 nur eine relativ geringe Verformung erfährt. Wird keine Kraft mehr auf den Betätigungsstift 26 ausgeübt, schwenkt das Verriegelungselement 6, unter der Einwirkung der Kraft der Feder 13 und der Rückstellkraft des Dichtungselements 17, wieder in seine Ausgangsstellung, wie sie beispielsweise in 4 gezeigt ist. In dieser Figur sind strichliert die Konturen des treppenförmigen zweiten Bereichs 24 des Dichtungselements 17 in verformtem Zustand veranschaulicht.
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Der Steckverbinder 1 weist ferner nicht näher veranschaulichte elektrische Komponenten auf. Diese sind beispielsweise auf der dem Deckel 15 zugewandten Seite des Gehäuses 2 angeordnet. Bei diesen elektrischen Komponenten handelt es sich insbesondere um eine Magnetspule zur Verriegelung des Verriegelungselements 6 und Schalter bzw. Micro Switches. Der Steckerverbinder 1 weist schließlich einen Bestandteil des Gehäuses 2 bildenden Griffabschnitt 29 mit Greiföffnung 30 auf.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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