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Die Erfindung betrifft eine Steckverbinderanordnung zum Verbinden und Trennen elektrischer Leitungen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 der Erfindung.
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Um elektrisch angetriebene oder antreibbare Fahrzeuge, wie insbesondere Elektro- oder Plug-in-Hybrid-Fahrzeuge mit elektrischem Strom versorgen zu können, sind sogenannte Stromzapfstellen vorgesehen, welche über ein Ladekabel mit dem Fahrzeug elektrisch verbindbar sind. Das Aufladen der elektrochemischen Speicher des betreffenden Fahrzeugs kann mittels Gleichstrom (DC = engl. direct current) oder Wechselstrom (AC =engl. alternating current) erfolgen. Hierzu weist das Ladekabel einen Stromversorgungsstecker auf, welcher mit einer Stromaufnahmebuchse des Fahrzeugs korrespondiert. Die Stromaufnahmebuchse ist in Anlehnung an herkömmliche Tankanschlüsse für insbesondere mittels Verbrennungskraftmaschine betriebene Fahrzeuge überwiegend innerhalb einer Karosserieöffnung des Fahrzeugs angeordnet. Besagte Öffnung ist mittels eines Deckels verschlossen bzw. verschließbar.
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So ist aus der
DE 10 2011 076 927 A1 eine Vorrichtung zum Schutz einer Steckverbindungskomponente bekannt, welche als Ersatz für einen herkömmlichen „Tankdeckel“ eine z.B. motorisch betriebene Abdeckung aufweist. In einer Variante wird die motorisch betriebene Abdeckung auch bei eingestecktem Ladestecker um den Stecker und das Kabel herum geschlossen, um während der Ladezeit Schutz vor Witterung und mechanischer Beschädigung der Steckverbindung zu gewährleisten.
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Aus der
DE 10 2012 007 244 A1 ist des Weiteren eine Elektrokupplung für ein Fahrzeug mit einem Ladesteckverbinder zur Verbindung mit einem Gegensteckverbinder bekannt, welche eine Kinematik zum, insbesondere reversiblen, Überführen des Ladesteckverbinders von einer Parkstellung innerhalb eines Lade- bzw. Stauraums der Fahrzeugaußenwand in eine Verbindungsstellung außerhalb besagter Fahrzeugaußenwand umfasst. In einer Ausführung wird der Ladesteckverbinder in Abhängigkeit von einem Fahrzeugzustand von der Park- in die Verbindungsstellung und/oder von der Verbindungs- in die Parkstellung überführt. Ein Fahrzeugzustand kann beispielsweise den Zustand einer zu öffnenden Abdeckung des besagten Lade- bzw. Stauraums des Ladesteckverbinders umfassen, der beispielsweise durch einen Sensor erfassbar ist.
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Aus der
DE 10 2015 109 081 A1 ist ein Flurförderzeug mit Ladesteckerverbindung bekannt, wobei die Ladesteckerverbindung ein mit dem Flurförderzeug verbundenes und hinter mindestens einer Abdeckklappe angeordnetes Steckerelement aufweist. Bei geöffneter Abdeckklappe ist das Steckerelement für ein Gegensteckerelement eines Ladekabels zugänglich. Hierzu wird die Abdeckklappe nach innen in Richtung des Steckerelements geklappt, indem mit dem Gegensteckerelement auf die Abdeckklappe gedrückt wird.
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All den vorstehenden Lösungen ist gemein, dass es sich bei den Abdeckklappen jeweils um ein Abdeckelement handelt, das in Anlehnung an herkömmliche Tankanschlüsse für insbesondere mittels Verbrennungskraftmaschine betriebene Fahrzeuge das gesamte, in der Karosserieöffnung des Fahrzeugs angeordnete Gegensteckerelement bzw. die Ladebuchse gegen nachteilige Umwelteinflüsse und/oder mechanische Beschädigung abdeckt.
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Darüber hinaus ist aus der Praxis auch ein standardisiertes Steckersystem, auch als Combo 2 bzw. CC2 2 bezeichnet, bekannt, dessen fahrzeugseitig angeordnete Stromaufnahmebuchse sowohl das Laden mittels Gleichstrom (DC) als auch mittels Wechselstrom (AC) ermöglicht, indem beide Systeme in eine gemeinsame Stromaufnahmebuchse integriert sind und indem im Aufladefall beispielsweise an der Ladesäule der gewünschte Lademodus gewählt werden kann. Was den hierzu korrespondierenden Lade- respektive Stromversorgungsstecker anbelangt, handelt es sich entweder um einen Stecker vom IEC Typ 2 nach IEC 62196, welcher das Laden ausschließlich mittels Wechselstrom (AC) ermöglicht, oder um einen Combo 2 DC-Stecker, welcher das Laden ausschließlich mittels Gleichstrom (DC) ermöglicht, wobei letzterer in einem gemeinsamen Steckergehäuse, jedoch voneinander separiert, neben den DC+ und DC-Kontakten noch AC-Kommunikationskontakte (PP, CP und PE des Typs 2) aufweist (vgl. beispielsweise Wikipedia: https://de.wikipedia.org/wiki/Combined_Charging_System).
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Es besteht normativ die Forderung, eine Abdeckung der Lade-Steckkontakte der Stromaufnahmebuchse eines Fahrzeugs bei Nichtbenutzung zu gewährleisten. Diese Vorgabe schließt insbesondere eine separate Abdeckung der Gleichstrom (DC)-Steckkontakte des Fahrzeugs beim Laden mit Wechselstrom (AC) ein, um bei Verwendung des oben beschriebenen AC-Ladesteckers, der nur das Laden mittels Wechselstrom (AC) ermöglicht, die jeweils anderen Steckkontakte der Combo 2- bzw. CCS 2-Ladebuchse, nämlich DC-Steckkontakte, gegen nachteilige Umwelteinflüsse und/oder vor mechanischer Beschädigung zu schützen. Im Hinblick darauf sind herkömmlich separate, manuell abnehmbare Staubkappen vorgesehen, wobei in Abhängigkeit des gewählten Lademodus die betreffende Staubkappe abgenommen wird. Trotz des erhöhten Handhabungsaufwandes mag diese Vorgehensweise praktikabel sein. Ungeachtet dessen ist diese Lösung in Verbindung mit automatischen Ladesystemen ungeeignet oder nur mit einem erheblichen vorrichtungstechnischen Aufwand einsetzbar. Hier setzt die nachfolgend beschriebene Erfindung an.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Steckverbinderanordnung der gattungsgemäßen Art zur Verfügung zu stellen, welche gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung im Hinblick auf den Stand der Technik dadurch verbessert ist, dass in jedweder Betriebssitation der Steckverbinderanordnung die Steckkontakte der Stromaufnahmebuchse vor äußeren Witterungseinflüssen, wie Staub, Feuchtigkeit etc., sowie vor nachteiliger mechanischer Beschädigung geschützt sind. Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung soll eine derart verbesserte Steckverbinderanordnung unter Verwendung automatischer Ladesysteme zum Aufladen elektrochemischer Speicher eines Fahrzeugs einsetzbar sein.
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Ausgehend von einer Steckverbinderanordnung zum Verbinden und Trennen elektrischer Leitungen, mit einem Stromversorgungsstecker, welcher ein erstes Steckverbindergehäuse mit zumindest einem ersten Steckkontakt aufweist, und mit einer mit dem Stromversorgungsstecker korrespondierenden und mittels eines ersten verstellbaren Abdeckelements abgedeckten Stromaufnahmebuchse, welche ein zweites Steckverbindergehäuse mit zumindest einem mit dem ersten Steckkontakt korrespondierenden zweiten Steckkontakt aufweist, wobei die Steckkontakte jeweils von einem Isolier- und Führungskörper umgeben sind, wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, dass unmittelbar oder mittelbar am zweiten Steckverbindergehäuse oder am den zweiten Steckkontakt umgebenden Isolier- und Führungskörper der Stromaufnahmebuchse ein zweites Abdeckelement verstellbar gelagert ist, welchem ein Betätigungsmittel zur Überführung des zweiten Abdeckelements von einer wenigstens den zumindest einen zweiten Steckkontakt abdeckenden Schließstellung in eine wenigstens den zumindest einen zweiten Steckkontakt freigebende Offenstellung und zurück zugeordnet ist.
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Diese erfindungsgemäße Steckverbinderanordnung hat den Vorteil, dass bei Gewährleistung eines wirkungsvollen Schutzes des zumindest einen Steckkontaktes der Stromaufnahmebuchse vor äußeren Witterungseinflüssen, wie Staub, Feuchtigkeit etc., sowie vor nachteiliger mechanischer Beschädigung eine unmittelbare, manuelle Betätigung des zweiten Abdeckelements vermieden ist, welches sich besonders vorteilhaft bei Verwendung automatischer Ladesysteme zum Aufladen elektrochemischer Speicher eines Fahrzeugs auswirkt.
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Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen oder Ausgestaltungen der Erfindung.
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Danach ist gemäß einer ersten vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen, dass das Betätigungsmittel derart ausgebildet, dass infolge einer Steckbewegung des Stromversorgungssteckers in die Stromaufnahmebuchse, einhergehend mit einer mechanischen Einwirkung das Stromversorgungssteckers auf das Betätigungsmittel, das zweite Abdeckelement von der Schließstellung in die Offenstellung überführt oder überführbar ist. D.h., eine separate Handhabung des zweiten Abdeckelements ist vorteilhaft entbehrlich.
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Wie die Erfindung weiter vorsieht, ist/sind das Betätigungsmittel und/oder das zweite Abdeckelement in Schließstellungsrichtung elastisch vorgespannt oder federkraftbelastet derart, dass die Rückführung des Betätigungsmittels samt zweitem Abdeckelement von der Offenstellung in die Schließstellung nach Entfernung des Stromversorgungssteckers selbsttätig erfolgt. Insoweit ist auch hier ein Automatismus vorgegeben, der einem automatischem Ladesystem zum Aufladen elektrochemischer Speicher eines Fahrzeugs Rechnung trägt.
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Gemäß einer ersten bevorzugten Ausgestaltungsform der ersten Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass das Betätigungsmittel durch eine innerhalb des Isolier- und Führungskörpers der Stromaufnahmebuchse axial verschiebbar angeordnete Abdeckkappe gebildet ist, welche ein an der Abdeckkappe schwenkgelagertes und als Klappe ausgebildetes zweites Abdeckelement aufweist, wobei die Klappe mit einem als Kontaktstift ausgebildeten zweiten Steckkontakt derart korrespondiert, dass infolge einer Steckbewegung des Stromversorgungssteckers in die Stromaufnahmebuchse die Abdeckkappe derart axial verschoben wird, dass der Kontaktstift die Klappe manipuliert und in ihre Offenstellung überführt. Hierdurch ist ein einfaches und praxisnahes, rein mechanisches System zur Betätigung des klappenförmigen zweiten Abdeckelements geschaffen.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltungsform der ersten Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass das Betätigungsmittel durch ein unmittelbar oder mittelbar am zweiten Steckverbindergehäuse oder am den zweiten Steckkontakt umgebenden Isolier- und Führungskörper gelagertes sowie in einer Schließstellung des zweiten Abdeckelements über eine Stirnfläche des zweiten Steckverbindergehäuses und/oder des Isolier- und Führungskörpers hinausreichendes Betätigungselement gebildet ist, welches über eine Koppel mit dem am zweiten Steckverbindergehäuse oder am Isolier- und Führungskörper der Stromaufnahmebuchse schwenkbar und axial verschiebbar gelagerten sowie als Klappe ausgebildeten zweiten Abdeckelement derart wirkverbunden ist, dass infolge einer Steckbewegung des Stromversorgungssteckers in die Stromaufnahmebuchse der Stromversorgungsstecker das Betätigungselement axial verschiebt mit der Folge, dass gleichzeitig die Klappe ausgehend von ihrer Schließstellung eine überlagerte Bewegung, resultierend aus einer Schwenkbewegung und einer Linearbewegung, bis hin in ihre Offenstellung erfährt. Hierdurch ist ein zu dem vorbeschriebenen alternatives, ebenfalls einfaches und praxisnahes, rein mechanisches System zur Betätigung des klappenförmigen zweiten Abdeckelements geschaffen.
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Um eine definierte und reproduzierbare Endlage der Klappe zu bewirken, ist in Fortbildung der letztbeschriebenen Ausführungsform der ersten Ausgestaltungsvariante der Erfindung vorgesehen, dass die Klappe in ihrer Offenstellung in einer Führungsschiene zwangsgeführt ist.
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Um eine sichere Überführung der Klappe in die Führungsschiene zu gewährleiten, weist diese bevorzugt zumindest eine die Schwenk- und Linearbewegung unterstützende Führungsrolle oder Führungskontur auf.
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Gemäß einer zweiten vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass das Betätigungsmittel durch einen Aktor gebildet ist, welcher sensorgesteuert das zweite Abdeckelement von der zumindest den zweiten Steckkontakt abdeckenden Schließstellung in die zumindest den zweiten Steckkontakt freigebende Offenstellung überführt. Bei besagtem Aktor kann es sich beispielsweise um einen elektrisch betriebenen Spindeltrieb handeln, der von einem elektronischen Steuergerät in Abhängigkeit einer sensierten Steckbewegung des Stromversorgungssteckers angesteuert wird. Als Sensor kann beispielsweise ein an sich bekannter Näherungssensor induktiver, kapazitiver, magnetischer oder optischer Art zum Einsatz kommen. Letzterer ist beispielsweise als Lichtschranke ausgebildet. Eine derartige elektromechanische Lösung geht insbesondere mit geringerem Bauraum und minimierter Bauteilezahl einher.
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Was die Steckverbinderanordnung an sich anbelangt, kann es sich hierbei um eine Steckverbinderanordnung zum Laden eines elektrochemischen Speichers eines Fahrzeugs, insbesondere Elektro- oder Plug-in-Hybrid-Fahrzeugs handeln, wobei der Stromversorgungsstecker durch einen Stecker eines Ladekabels und die Stromaufnahmebuchse durch eine Ladebuchse des besagten Fahrzeugs gebildet ist.
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Im Hinblick darauf ist die Steckverbinderanordnung derart eingerichtet sein, dass das Laden mittels Gleichstrom (DC) oder mittels Wechselstrom (AC) ermöglicht ist.
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Nachstehend wird die Erfindung anhand der in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Sie ist jedoch nicht auf diese beschränkt, sondern erfasst alle durch die Patentansprüche definierten Ausgestaltungen. Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Darstellung eines Stromversorgungssteckers einer gattungsgemäßen Steckverbinderanordnung nach dem Stand der Technik,
- 2 eine perspektivische Darstellung einer Stromaufnahmebuchse der besagten Steckverbinderanordnung nach dem Stand der Technik,
- 3 eine Aufsicht auf die Stromaufnahmebuchse nach 2,
- 4 eine Aufsicht auf eine erfindungsgemäß ausgebildete Stromaufnahmebuchse der Steckverbinderanordnung mit erfindungswesentlichen, verstellbaren Abdeckungen der Steckkontakte der Stromaufnahmebuchse (Variante 1, erste Ausführungsform),
- 5 eine äußerst schematische Schnittdarstellung der Steckverbinderanordnung mit der Stromaufnahmebuchse nach 4, deren Abdeckungen sich in einer Schließ- bzw. Funktionsstellung befinden (Variante 1, erste Ausführungsform),
- 6 die Steckverbinderanordnung nach 5 mit der Stromaufnahmebuchse, deren Abdeckungen sich in einer Offenstellung befinden (Variante 1, erste Ausführungsform),
- 7 eine äußerst schematische Schnittdarstellung der Steckverbinderanordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform der ersten Ausführungsvariante der Erfindung mit einer Stromaufnahmebuchse, deren Abdeckungen sich in einer Schließ- bzw. Funktionsstellung befinden,
- 8 die Steckverbinderanordnung nach 7 mit der Stromaufnahmebuchse, deren Abdeckungen sich in einer Offenstellung befinden,
- 9 eine äußerst schematische Schnittdarstellung der Steckverbinderanordnung gemäß einer dritten Ausführungsform der ersten Ausführungsvariante der Erfindung mit einer Stromaufnahmebuchse, deren Abdeckungen sich in einer Schließ- bzw. Funktionsstellung befinden,
- 10 die Steckverbinderanordnung nach 9, wobei besagten Abdeckungen in der Offenstellung positioniert sind,
- 11 eine äußerst schematische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäß ausgebildeten Stromaufnahmebuchse der Steckverbinderanordnung gemäß einer zweiten Ausführungsvariante der Erfindung, wobei die besagten Abdeckungen in einer Schließ- bzw. Funktionsstellung positioniert sind, und
- 12 eine äußerst schematische Schnittdarstellung der Stromaufnahmebuchse nach 11 samt Stromversorgungsstecker, wobei die besagten Abdeckungen in einer Offenstellung positioniert sind.
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Die 1 und 2 zeigen in Kombination betrachtet eine Steckverbinderanordnung 1 nach dem Stand der Technik zum elektrischen Aufladen elektrochemischer Speicherzellen eines nicht zeichnerisch dargestellten Fahrzeugs, insbesondere eines Elektro- oder Plug-in-Hybrid-Fahrzeugs. Die Steckverbinderanordnung 1 umfasst zum einen einen Stromversorgungsstecker 2 eines Ladekabels 3, welches einenends beispielsweise mit einer nicht zeichnerisch dargestellten sogenannten Ladesäule verbunden oder verbindbar ist und anderenends besagten Stromversorgungsstecker 2 (vgl. 1) aufweist. Zum anderen umfasst die Steckverbinderanordnung 1 eine Stromaufnahmebuchse 4 (vgl. 2), welche im Allgemeinen innerhalb einer Öffnung 5 in der Karosserieaußenhaut 6 des Fahrzeugs angeordnet ist (vgl. 3). Wie der 3 weiter zu entnehmen ist, ist der Stromaufnahmebuchse 4 ein dieselbe abdeckende und die Öffnung 5 verschließendes und von einer Geschlossenstellung in eine Offenstellung und zurück verstellbares erstes Abdeckelement 7 zugeordnet. 3 zeigt besagtes erstes Abdeckelement 7 in besagter Offenstellung, welches schwenkbar an der Fahrzeugkarosserie gelagert ist. Die Betätigung des ersten Abdeckelements 7 zum Öffnen und Schließen desselben kann nach dem Stand der Technik beispielsweise manuell oder vollautomatisch, z.B. mittels elektrisch betriebener Aktoren erfolgen (nicht zeichnerisch dargestellt), wobei letzterer Maßnahme im Hinblick auf automatische Ladesysteme der Vorzug gegeben wird.
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Bei der gezeigten Steckverbinderanordnung 1 handelt es sich um ein standardisiertes Steckersystem, welches das Laden mittels Gleichstrom (DC) oder mittels Wechselstrom (AC) ermöglicht.
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Gemäß den 1 und 2 weisen der Stromversorgungsstecker 2 ein erstes (8) und die korrespondierende Stromaufnahmebuchse 4 ein zweites Steckverbindergehäuse 9 mit je einem oben angeordneten AC-Anschluss 10 und einem unten angeordneten DC-Anschluss 11 sowie mit jeweils den Anschlüssen 10, 11 zugeordneten und untereinander korrespondierenden ersten bzw. zweiten Steckkontakten 12, 13 auf. Beispielgebend handelt es sich hier um einen Stromversorgungsstecker 2 in Form des eingangs beschriebenen Combo 2 DC-Steckers, welcher das Laden ausschließlich mittels Gleichstrom (DC) ermöglicht, jedoch im gemeinsamen ersten Steckverbindergehäuse 8 voneinander separiert, neben den DC+ und DC-Kontakten noch AC-Kommunikationskontakte (PP, CP und PE des Typs 2) aufweist.
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Die ersten Steckkontakte 12 des Stromversorgungssteckers 2 sind jeweils mittels eines separaten Isolier- und Führungskörpers 14 umgeben, wogegen gemäß diesem Ausführungsbeispiel die zweiten Steckkontakte 13 des AC-Anschlusses 10 und des DC-Anschlusses 11 der Stromaufnahmebuchse 4 zwar auch von je einem Isolier- und Führungskörper 14 umgeben sind, dieselben jedoch hier einen einstückig ausgebildeten Formkörper ausbilden. Die zweiten Steckkontakte 13 sind jeweils als Kontaktstift ausgebildet und kontaktieren bei gestecktem Stromversorgungsstecker 2 den zugeordneten ersten Steckkontakt 12 des Stromversorgungssteckers 2 im Bereich ihrer Außenmantelfläche.
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Die Isolier- und Führungskörper 14 sind derart ausgebildet und im zugeordneten Steckverbindergehäuse 8, 9 angeordnet, dass der Stromversorgungsstecker 2 bei elektrischer Kontaktierung der jeweils zugeordneten ersten und zweiten Steckkontakte 12, 13 formschlüssig in die Stromaufnahmebuchse 4 eingesteckt werden kann.
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In der Praxis steht jedoch nicht immer ein Stromversorgungsstecker 2 der vorbeschriebenen Art zur Verfügung, sondern es kann auch ein nicht zeichnerisch dargestellter Stromversorgungsstecker zum Einsatz kommen, der wie oben bereits erwähnt, ausschließlich einen AC-Anschluss 10 aufweist. Wie bereits einleitend dargetan, besteht im Hinblick darauf normativ die Forderung, eine Abdeckung der jeweils nicht benutzten zweiten Steckkontakte 13 der Stromaufnahmebuchse 4 eines Fahrzeugs bei Nichtbenutzung zu gewährleisten, nämlich der zweiten Steckkontakte 13 des DC-Anschlusses 11 der Stromaufnahmebuchse 4.
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Diese Vorgabe schließt demnach die separate Abdeckung der Steckkontakte 13 des DC-Anschlusses 11 beim Laden mit Wechselstrom (AC) ein, um dieselben beim Laden mit Wechselstrom (AC) gegen nachteilige Umwelteinflüsse und/oder vor mechanischer Beschädigung zu schützen.
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Nach dem Stand der Technik (vgl. 3) sind separate, manuell abnehmbare Staubkappen 15 vorgesehen, wobei in Abhängigkeit des gewählten Lademodus die betreffende Staubkappe 15 manuell abgenommen wird. Diese Lösung ist jedoch in Bezug auf ein angestrebtes automatisches Ladesystem ungeeignet oder nur mit erheblichen vorrichtungstechnischen Aufwand einsetzbar.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines mit der vorbeschriebenen Stromaufnahmebuchse 4 nach dem System Combo 2- bzw. CCS 2 korrespondierenden Stromversorgungssteckers 2 beschrieben, der ausschließlich ausgebildet ist, mit Gleichstrom (DC-Anschluss 11) zu laden.
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Variante 1, erste Ausführungsform der Erfindung (4 bis 6):
- Um dem vorbeschriebenen nachteiligen Umstand besagter Staubkappen 15 zu begegnen, ist gemäß dieser in den 4 bis 6 gezeigten ersten Ausführungsvariante der Erfindung den zweiten Steckkontakten 13 des DC-Anschlusses 11 der Stromaufnahmebuchse 4 je ein zweites Abdeckelement 16 zugeordnet. Die zweiten Abdeckelemente 16 sind als Klappe 16a ausgebildet und jeweils an einem gemeinsamen Betätigungsmittel 17 in Form einer Abdeckkappe 17a schwenkgelagert.
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Gemäß 5 verschließen die Klappen 16a dabei in ihrer Schließstellung 18 je eine Durchbrechung 19 in der Abdeckkappe 17a. Die Klappen 16a sind in Schließstellungsrichtung elastisch vorgespannt oder wie vorliegend gezeigt mittels je einer ersten Feder 20, vorliegend je einer Drehfeder, kraftbeaufschlagt. Die Durchbrechung 19 ist derart in der Abdeckkappe 17a angeordnet und ausgebildet, dass diese zum einen mit dem zugeordneten, als Kontaktstift ausgebildeten zweiten Steckkontakt 13 fluchtet und zum anderen von demselben durchdrungen werden kann.
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Das Betätigungsmittel 17 in Form der Abdeckkappe 17a ist in innerhalb der betreffenden Isolier- und Führungskörper 14 der zweiten Steckkontakte 13 angeordneter oder ausgebildeter und axial verlaufender Führungsnuten 14a oder Führungsschienen verstell- bzw. verschiebbar geführt. Ferner ist das Betätigungsmittel 17 in Form der Abdeckkappe 17a mittels einer zweiten Feder 21, vorliegend einer Druckfeder, entgegen der Steckrichtung des Stromversorgungssteckers 2 federkraftbeaufschlagt (vgl. 5 und 6).
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Die Funktionsweise dieser ersten Ausführungsform der ersten Ausführungsvariante der Erfindung ergibt sich demnach wie folgt:
- Gesetzt den Fall, der Stromversorgungsstecker 2 soll in die Stromaufnahmebuchse 4 eingesteckt werden, so wird dieser nach manuellem oder bevorzugt automatischem Öffnen des ersten Abdeckelements 7 zunächst axial zur Stromaufnahmebuchse 4 hin geführt (vgl. Richtungspfeil 22 in 5), bis der Isolier- und Führungskörper 14 eines jeden ersten Steckkontaktes 12 auf die zugeordnete Abdeckkappe 17a stößt. Wird der Stromversorgungsstecker 2 weitergeführt, verschiebt dieser die Abdeckkappe 17a gegen die Federkraft der Feder 21 bis das freie Ende des als Kontaktstift ausgebildeten zweiten Steckkontaktes 13 auf die sich in Schließstellung 18 befindliche Klappe 16a trifft und diese entgegen der auf dieselbe wirkenden Federkraft der Feder 20 in ihre Offenstellung 23 auslenkt, nachfolgend die Durchbrechung 19 durchsetzt und schließlich in elektrischem Kontakt mit dem ersten Steckkontakt 12 des Stromversorgungssteckers 2 tritt (vgl. 6). Wird der Stromversorgungsstecker 2' von der Stromaufnahmebuchse 4 gelöst, werden sowohl die Abdeckkappe 17a als auch die Klappe 16a sozusagen selbsttätig mittels besagter Federkraft wieder in ihre Ausgangsstellung bzw. Schließstellung 18 zurückgeführt (vgl. 5).
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Variante 1, zweite Ausführungsform der Erfindung (7 und 8):
- Die 7 und 8 zeigen eine zweite Ausführungsform der ersten Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Steckverbinderanordnung 1, wobei funktionsgleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen wie in den vorherigen Zeichnungsfiguren bezeichnet sind, so dass zu deren Erläuterung auch auf die vorstehende Beschreibung der ersten Ausführungsvariante der Erfindung verwiesen wird.
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Diese zweite Ausführungsform der Erfindung unterscheidet sich zur vorbeschriebenen ersten Ausführungsform dahingehend, dass stirnseitig des den zweiten Steckkontakt 13 umgebenden Isolier- und Führungskörpers 14 der Stromaufnahmebuchse 4 eine den Isolier- und Führungskörper 14 samt zweitem Steckkontakt 13 abdeckendes zweites Abdeckelement 16 in Form einer Klappe 16b angeordnet ist. Die Klappe 16b ist am besagten Isolier- und Führungskörpers 14 oder am hier nicht zeichnerisch dargestellten Steckverbindergehäuse 9 der Stromaufnahmebuchse 4 schwenkbar und axial verschiebbar gelagert. Hierzu ist die Klappe 16b samt Schwenklager 24 in einer parallel zum zweiten Steckkontakt 13 angeordneten Führungsschiene 25 zwangsgeführt und zum einen mittels einer nicht zeichnerisch dargestellten Drehfeder im besagten Schwenklager 24 in Schließrichtung vorgespannt und zum anderen mittels einer Feder 26 in Form einer Druckfeder in Richtung des Stromversorgungssteckers 2 federkraftbelastet.
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Darüber hinaus ist die Klappe 16b im Bereich ihres Schwenklagers 24 unter Vermittlung einer Koppel 17b mit einem axial über die Stirnfläche 27 des Isolier- und Führungskörpers 14 der Stromaufnahmebuchse 4 hinausreichendes, vorliegend beispielgebend stabförmiges Betätigungselement 17c wirkverbunden. Die Koppel 17b und das stabförmige Betätigungselement 17c bilden demnach im Sinne der Erfindung das Betätigungsmittel 17 aus.
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Die Funktionsweise dieser zweiten Ausführungsform der ersten Ausführungsvariante der Erfindung ergibt sich demnach wie folgt:
- Gesetzt den Fall, der Stromversorgungsstecker 2 soll in die Stromaufnahmebuchse 4 eingesteckt werden, so wird dieser nach manuellem oder bevorzugt automatischem Öffnen des ersten Abdeckelements 7 zunächst axial zur Stromaufnahmebuchse 4 hin geführt (vgl. Richtungspfeil 28 in 7), bis der Stromversorgungsstecker 2 mit seinem Steckverbindergehäuse 8 axial auf das Betätigungselement 17c trifft. Wird der Stromversorgungsstecker 2' weitergeführt, verschiebt dieser unter Vermittlung des Betätigungselements 17c samt Koppel 17b die in ihrer Schließstellung 18 befindliche Klappe 16b gegen die Federkraft der Drehfeder im besagten Schwenklager 24 sowie die Feder 26 in Form besagter Druckfeder in die Führungsschiene 25, bis die Klappe 16b ihre Offenstellung 23 erreicht. Bei dem Bewegungsablauf der Klappe 16b handelt es sich demnach zumindest teilweise um eine überlagerte Bewegung, resultierend aus einer Schwenkbewegung und einer Linearbewegung innerhalb der Führungsschiene 25 bis hin in besagte Offenstellung 23. Wird der Stromversorgungsstecker 2 von der Stromaufnahmebuchse 4 gelöst, wird die Klappe 16a sozusagen selbsttätig mittels auf dieselbe aufgebrachter Federkräfte, resultierend aus der besagten Drehfeder und der Druckfeder, wieder in ihre Ausgangsstellung bzw. Schließstellung 18 zurückgeführt (vgl. 5).
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Variante 1, dritte Ausführungsform der Erfindung (9 und 10):
- Die 9 und 10 zeigen eine dritte Ausführungsform der ersten Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Steckverbinderanordnung 1, wobei funktionsgleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen wie in den vorherigen Zeichnungsfiguren bezeichnet sind, so dass zu deren Erläuterung auch auf die vorstehende Beschreibung der ersten Ausführungsvariante der Erfindung verwiesen wird.
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Diese dritte Ausführungsform lehnt sich im Wesentlichen an die zweite Ausführungsform der ersten Ausführungsvariante der Erfindung an, unterscheidet sich jedoch dahingehend zur zweiten Ausführungsform, dass zum einen auf besagte Drehfeder verzichtet wurde und statt dessen die Klappe 16c zumindest eine die Schwenk- und Axialbewegung unterstützende Führungsrolle 29 oder Führungskontur zur Zwangsführung in der Führungsschiene 25 aufweist.
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Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind vier Führungsrollen 29 vorgesehen, welche in der Führungsschiene 25 zwangsgeführt sind, wodurch ermöglicht ist, die Klappe 16c zumindest abschnittsweise flexibel oder durch zueinander gelenkig verbundene Segmente nach Art eines Rolltores auszubilden.
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Entgegen der zweiten Ausführungsform nach den 7 und 8, in welcher die Führungsschiene 25 ausschließlich achsparallel zum Isolier- und Führungskörper 14 bzw. zum zweiten Steckkontakt 13 angeordnet ist, ist zum anderen die Führungsschiene 25 zusätzlich bis in den stirnseitigen Bereich des Isolier- und Führungskörpers 14 umgelenkt ausgebildet. D.h., die Bewegung der vorliegend flexiblen ausgebildeten oder aus Segmenten bestehenden Klappe 16c ist ausschließlich durch die Führungsschiene 25 vorbestimmt.
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Variante 2 der Erfindung (11 und 12):
- Die 11 und 12 zeigen eine zweite Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Steckverbinderanordnung 1, wobei funktionsgleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen wie in den vorherigen Zeichnungsfiguren bezeichnet sind, so dass zu deren Erläuterung auch auf die vorstehende Beschreibung der ersten Ausführungsvariante der Erfindung verwiesen wird.
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Im Unterschied zur ersten Ausführungsvariante der Erfindung, welche auf eine ausschließlich mechanische Betätigung des zweiten Abdeckelements 16 in Form der Klappen 16a, 16b, 16c abstellt, umfasst diese zweite Ausführungsvariante ein sensorgesteuertes Betätigungsmittel 17 in Form eines bevorzugt elektrisch betriebenen Aktors 17d, welcher das zweite Abdeckelement 16 in Form einer Klappe 16d von ihrer Schließstellung 18 in ihre Offenstellung 23 und zurück überführt. Der Aktor 17d ist beispielsweise durch einen an sich bekannten und demgemäß im Detail nicht näher dargestellten Spindeltrieb gebildet. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Klappe 16d in Anlehnung an die zweite Ausführungsform der Variante 1 der Erfindung ebenfalls in einer Führungsschiene 25 zwangsgeführt und deren Schwenklager 24 mit einer nicht zeichnerisch dargestellten Drehfeder in Schließrichtung federkraftbeaufschlagt.
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Wie den 11 und 12 weiter zu entnehmen ist, ist der Steckverbinderanordnung 1 respektive dem Aktor 17d derselben eine elektronische Regel- und Steuereinheit 30 zugeordnet, welche den Bewegungsablauf der Klappe 16d unter anderem in Abhängigkeit bereitgestellter Signale 31 eines Sensors 32, insbesondere eines Näherungssensors, wie einer Lichtschranke, regelt und steuert.
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Die Funktionsweise dieser zweiten Ausführungsvariante der Erfindung ergibt sich demnach wie folgt:
- Gesetzt den Fall, der Stromversorgungsstecker 2 soll in die Stromaufnahmebuchse 4 eingesteckt werden, so wird dieser nach manuellem oder bevorzugt automatischem Öffnen des ersten Abdeckelements 7 zunächst axial zur Stromaufnahmebuchse 4 hin geführt (vgl. Richtungspfeil 33 in 11 und 12), bis der Stromversorgungsstecker 2 den Sensor 32, vorliegend die Lichtschranke, passiert. Der Sensor 32 generiert besagtes Signal 31, welches der Regel- und Steuereinheit 30 zur Verfügung gestellt wird. Die Regel- und Steuereinheit 30 generiert wiederum ein Steuersignal 34 zur Aktivierung des Aktors 17d, um die Klappe 16d zu öffnen.
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Die Regel- und Steuereinheit 30 ist dazu eingerichtet, selbsttätig den gesteckten Stromversorgungsstecker 2 sowie die Art der Ladung (AC oder DC) zu erkennen. Wird beispielsweis AC-Laden erkannt, bleiben die zweiten Abdeckelemente 16 (Klappen 16d) des DC-Anschlusses 11 geschlossen. Wird dagegen ein Stromversorgungsstecker 2 eingesteckt, der DC-Ladung anbietet, so werden die zweiten Abdeckelemente 16 (Klappen 16d) geöffnet.
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Wird der Stromversorgungsstecker 2 von der Stromaufnahmebuchse 4 gelöst, erkennt dies die Regel- und Steuereinheit 30 beispielsweise sensorisch mittels des Sensors 32 und die Klappe/n 16d wird/werden unter Zuhilfenahme des Aktors 17d und der besagten Drehfeder im Schwenklager 24 wieder geschlossen (vgl. 11).
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Demgegenüber kann auch eine Fallsituation eintreten, bei der die Regel- und Steuereinheit 30 zwar ein Überführen des Stromversorgungssteckers 2 in Richtung Steckposition innerhalb der Stromaufnahmebuchse 4 erkennt und demzufolge sensorgesteuert die Klappe/n 16d öffnet, jedoch das Einstecken des Stromversorgungssteckers 2 in die Stromaufnahmebuchse 4 letztlich unterbleibt. In diesem Fall kann vorgesehen sein, dass nach einer bestimmten vorgegebenen Zeit die Klappe/n 16d wieder geschlossen werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Steckverbinderanordnung
- 2
- Stromversorgungsstecker
- 3
- Ladekabel
- 4
- Stromaufnahmebuchse
- 5
- Öffnung
- 6
- Karosserieaußenhaut
- 7
- erstes Abdeckelement
- 8
- Steckverbindergehäuse (Stromversorgungsstecker 2)
- 9
- Steckverbindergehäuse (Stromaufnahmebuchse 4)
- 10
- AC-Anschluss
- 11
- DC-Anschluss
- 12
- erster Steckkontakt (Stromversorgungsstecker 2)
- 13
- zweiter Steckkontakt (Stromaufnahmebuchse 4)
- 14
- Isolier- und Führungskörper
- 14a
- Führungsnut
- 15
- Staubkappe
- 16
- zweites Abdeckelement
- 16a
- Klappe
- 16b
- Klappe
- 16c
- Klappe
- 16d
- Klappe
- 17
- Betätigungsmittel
- 17a
- Abdeckkappe
- 17b
- Koppel
- 17c
- Betätigungselement
- 17d
- Aktor
- 18
- Schließstellung
- 19
- Durchbrechung
- 20
- Feder
- 21
- Feder
- 22
- Richtungspfeil
- 23
- Offenstellung
- 24
- Schwenklager
- 25
- Führungsschiene
- 26
- Feder
- 27
- Stirnfläche
- 28
- Richtungspfeil
- 29
- Führungsrolle
- 30
- Regel- und Steuereinheit
- 31
- Signal
- 32
- Sensor
- 33
- Richtungspfeil
- 34
- Steuersignal
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011076927 A1 [0003]
- DE 102012007244 A1 [0004]
- DE 102015109081 A1 [0005]
