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Die Erfindung betrifft eine Sicherungseinrichtung für einen Hochvoltstecker gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Bei elektrischen Steckverbindungselementen, welche zum Verbinden und Trennen von elektrischen Leitungen ausgebildet sind und somit für einen zuverlässigen und sicheren Transport von elektrischer Energie sorgen, besteht der Bedarf, ein unbeabsichtigtes Entriegeln und somit ein Lösen der beiden Steckverbindungselemente während des Transports von elektrischen Ladungsträgern zu verhindern.
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Die
DE 10 2018 205 042 A1 offenbart eine Lösevorrichtung für einen Hochvoltstecker, mit einem Gehäuse, welches zum lösbaren Aufsetzen auf den gesteckten und über Verriegelungselemente an einer Umgebungskonstruktion verriegelten Hochvoltstecker ausgebildet ist, und mit zwei oder mehr mit Verriegelungselementen des Hochvoltsteckers koppelbare Betätigungsmittel zum mechanischen Lösen der Verriegelungselemente aus ihrer Verriegelungsstellung.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Sicherungseinrichtung zu schaffen, so dass eine unbeabsichtigte Entriegelung eines Hochvoltsteckers und damit ein potentiell möglicher Stromunfall verhindert werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch eine Sicherungseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Erfindungsgemäß ist demnach eine Sicherungseinrichtung für einen Hochvoltstecker, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, vorgesehen. Bei dem Kraftfahrzeug kann es sich insbesondere um einen Kraftomnibus handeln, der mittels einer elektrischen Antriebseinheit und/oder mittels einer Verbrennungskraftmaschine antreibbar ist.
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Die Erfindung weist eine Sicherungseinrichtung zum Sichern eines ersten Steckverbindungselements an einem zweiten Steckverbindungselement einer elektrischen Steckverbindung eines Kraftfahrzeugs auf. Die Sicherungseinrichtung weist einen an dem ersten Steckverbindungselement gelagerten Sicherungsbügel auf, welcher aus einer Sicherungsstellung, in welcher der Sicherungsbügel mit einem an dem zweiten der Steckverbindungselemente angeordneten Sicherungselement sichernd in Eingriff ist, in eine Lösestellung verlagerbar ist. In der Lösestellung ist der Sicherungsbügel außer Eingriff mit dem an dem zweiten der Steckverbindungselemente angeordneten Sicherungselement, wodurch die beiden Steckverbindungselemente voneinander lösbar sind. Das bedeutet, dass dadurch die Verbindung der beiden Steckverbindungselemente trennbar ist. Außerdem weist die Sicherungseinrichtung ein an dem ersten Steckverbindungselement angeordnetes Sicherungsmittel auf, welches zwischen einer Fixierstellung, in welcher der Sicherungsbügel in der Sicherungsstellung an dem ersten Steckverbindungselement fixiert ist, und einer Freigabestellung, in welcher der Sicherungsbügel in die Lösestellung verlagerbar ist, verlagerbar ist.
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Die erfindungsgemäße Sicherungseinrichtung weist zusätzlich eine Feststelleinrichtung an dem ersten Steckverbindungselement auf, mittels welcher das Sicherungsmittel in der Fixierstellung fixiert ist. Die Feststelleinrichtung weist einen Werkzeugangriff auf, mittels welchem die Feststelleinrichtung lediglich durch Betätigung mittels eines Werkzeugs lösbar ist.
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Des Weiteren liegt der Erfindung zugrunde, dass die Feststelleinrichtung zwei Feststellelemente aufweist, welche das erste Steckverbindungselement formschlüssig umgeben. Das bedeutet, dass die Feststelleinrichtung ein oberes Feststellelement und ein unteres Feststellelement aufweist. Mit anderen Worten umfasst die erfindungsgemäße Feststelleinrichtung zwei klammerartige Feststellelemente, wobei diese das erste Steckverbindungselement außenumfangseitig und enganliegend in Querrichtung zu dem ersten Steckverbindungselement umgreifen. Dadurch werden eine ungewollte Verschiebung und eine unzureichende Fixierung des Sicherungsmittels verhindert.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Feststelleinrichtung wenigstens ein Verbindungselement aufweist, mittels welchem die Feststellelemente der Feststelleinrichtung an dem ersten Steckverbindungselement fixierbar sind. Das bedeutet, dass die zwei Feststellelemente jeweils in ihren äußeren Bereichen zwei Öffnungen aufweisen, so dass hierdurch jeweils beispielsweise eine Schraube durchgeführt werden kann und die beiden Feststellelemente somit aneinander fixiert werden können. Dazu können beispielsweise die Öffnungen eines der zwei Feststellelemente mit einem Innengewinde versehen sein, so dass durch die Öffnungen des anderen Feststellelements mit zum Beispiel Flachkopfschrauben oder Sicherungsschrauben die beiden Feststellelemente aneinander befestigt werden können. Mit anderen Worten kann das obere Feststellelement an den beiden Außenseiten als Bohrungen ausgebildete Öffnungen aufweisen, wobei die Öffnungen des unteren Feststellelements jeweils mit einem Innengewinde versehen sind. Wieder beispielsweise können Schrauben, welche das Gegengewinde im jeweils korrespondierenden Feststellelement während des Eindrehens der Schraube spanend selbstschneiden, zur Fixierung der beiden Feststellelemente an dem ersten Steckverbindungselement verwendet werden. Eine zusätzliche Sicherung kann durch eine Schraubenmutter bei einer Schraubverbindung mit einer Maschinenschraube oder mit einem Gewindebolzen geschaffen werden.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Feststelleinrichtung wenigstens ein formschlüssiges Verbindungselement aufweist, mittels welchem die Feststellelemente der Feststelleinrichtung an dem ersten Steckverbindungselement fixierbar sind. Das bedeutet, dass die Feststellelemente eine außenumfangseitig verlaufende Nut aufweisen. Diese Nuten dienen als Führung eines als formschlüssigen Verbindungselements ausgebildeten Kabelbinders, welcher die beiden Feststellelemente der Feststelleinrichtung aneinander fixiert. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die beiden Feststellelemente und somit die Feststelleinrichtung in sehr kurzer Zeit an dem ersten Steckverbindungselement angebracht werden können.
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Ferner ist es vorgesehen, dass die Feststelleinrichtung wenigstens ein Sperrsystem aufweist, mittels welchem die Feststellelemente der Feststelleinrichtung an dem ersten Steckverbindungselement fixierbar sind. Mit anderen Worten ist eine Fixierung der Feststellelemente durch eine nur bedingt zu öffnende Schließvorrichtung realisierbar. Dabei werden beispielsweise zwei als Schloss, insbesondere als Vorhängeschloss, ausgeführte Sperrsysteme durch die an den beiden Außenseiten befindlichen Öffnungen der beiden Feststellelemente durchgeführt und versperrt, so dass die Feststelleinrichtung am ersten Steckverbindungselement fixiert ist. Eine Entsperrung der Sperrsysteme ist somit nur eingeschränkt möglich, wodurch wiederum die Sicherheit der elektrischen Steckverbindung erhöht wird.
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Aus dem Grund, dass die Sicherungseinrichtung für die Steckverbindung eines elektrischen Hochvoltsystems eines Kraftfahrzeugs vorgesehen ist, betrifft ein weiterer Vorteil der Erfindung eine Erhöhung der Sicherheit. Ein unbeabsichtigtes Entriegeln und somit Lösen der beiden Steckverbindungselemente durch eine unbefugte Person kann durch die erfindungsgemäße Sicherungseinrichtung ausgeschlossen werden, wodurch die Gefahr durch Stromschläge und die daraus resultierenden Verletzungen für den Menschen verringert werden können.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die beigefügten Zeichnungen zeigen in:
- 1a eine schematische Perspektivansicht einer Sicherungseinrichtung;
- 1b eine weitere schematische Perspektivansicht einer Sicherungseinrichtung;
- 2 eine schematische Perspektivansicht einer vorteilhaften Ausgestaltung der Sicherungseinrichtung;
- 3a eine schematische Perspektivansicht der Feststelleinrichtung;
- 3b eine weitere schematische Perspektivansicht der Feststelleinrichtung;
- 4a eine schematische Perspektivansicht einer vorteilhaften Ausgestaltung der Feststelleinrichtung; und
- 4b eine weitere schematische Perspektivansicht einer vorteilhaften Ausgestaltung der Feststelleinrichtung.
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In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1a und 1b zeigen in jeweils einer schematischen Perspektivansicht eine Sicherungseinrichtung 2 für einen Hochvoltstecker, insbesondere für ein Kraftfahrzeug (nicht dargestellt). Dabei ist die Sicherungseinrichtung 2 an einer elektrischen Steckverbindung befestigt. Die Steckverbindung umfasst ein erstes Steckverbindungselement 4 und ein zweites Steckverbindungselement 6. Das erste Steckverbindungselement 4 weist einen drehbar gelagerten Sicherheitsbügel 8, eine manuelle Betätigung 14 und ein Sicherungsmittel 10 auf. Das zweite Steckverbindungselement 6 weist ein Sicherungselement 12 auf.
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Die elektrische Steckverbindung, umfassend ein erstes Steckverbindungselement 4 und ein zweites Steckverbindungselement 6, kann unterschiedliche Zustände beziehungsweise Stellungen einnehmen, wobei der Sicherungsbügel 8 in eine Sicherungsstellung und in eine Lösestellung verlagert werden kann, und wobei das an dem zweiten Steckverbindungselement 6 angeordnete Sicherungselement 12 in eine Fixierstellung sowie in eine Freigabestellung gebracht werden kann.
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In der Sicherungsstellung ist der Sicherungsbügel 8 mit einem an dem zweiten der Steckverbindungselemente 6 angeordneten Sicherungselement 12 sichernd in Eingriff. Das bedeutet, dass das erste Steckverbindungselement 4 und das zweite Steckverbindungselement 6 miteinander verbunden und nicht lösbar voneinander sind. Dabei weist die elektrische Leitung einen geschlossenen Stromkreis auf, wodurch elektrischer Strom fließen kann.
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In der Lösestellung ist der Sicherungsbügel 8 außer Eingriff mit dem am zweiten der Steckverbindungselemente 6 angeordneten Sicherungselement 12. Mit anderen Worten sind die beiden Steckverbindungselemente 4, 6 voneinander lösbar und die elektrische Leitung ist unterbrechbar.
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In der Fixierstellung ist der Sicherungsbügel 8, durch das den Sicherungsbügel 8 sperrende Sicherungsmittel 10, in der Sicherungsstellung an dem ersten Steckverbindungselement 4 fixiert. Das bedeutet, dass der Sicherungsbügel 8 nicht bewegt, insbesondere nicht gedreht und somit nicht geöffnet werden kann, wodurch ein Lösen der beiden Steckverbindungselemente 4, 6 voneinander nicht möglich ist. In diesem Zustand ist die elektrische Leitung verbunden und das Fließen elektrischen Stroms kann gewährleistet werden.
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In der Freigabestellung ist der Sicherungsbügel 8, durch das den Sicherungsbügel 8 freigebende Sicherungsmittel 10, in die Lösestellung verlagerbar. Mit anderen Worten gibt das Sicherungsmittel 10 in der Freigabestellung die Bewegung des Sicherungsbügels 8 unter Ausführung der manuellen Betätigung 14 frei, um den Sicherungsbügel 8 von der Fixierstellung in die Freigabestellung bewegen zu können. Das bedeutet, dass es in der Freigabestellung möglich ist, den Sicherungsbügel 8 zu verdrehen und somit die beiden Steckverbindungselemente 4,6 voneinander zu lösen.
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Die erfindungsgemäße Sicherungseinrichtung 2 umfasst zwei Feststellelemente 22, 24. Das obere Feststellelement 22 ist an der Oberseite des ersten Steckverbindungselements 4 angebracht. Das untere Feststellelement 24 ist an der Unterseite des ersten Steckverbindungselements 4 angebracht. Die beiden Feststellelemente 22, 24 umschließen das erste Steckverbindungselement 4 außenumfangseitig. Dabei wird durch eine positive Profilausbildung und eine korrespondierende negative Profilausbildung an den Anlageflächen der beiden Feststellelemente 22, 24 ein sicheres Zusammenhalten der beiden Feststellelemente 22, 24 gewährleistet. Die Profilausbildungen sind an den Feststellelementen 22, 24 versetzt angeordnet, so dass die beiden Feststellelemente 22, 24 formschlüssig zusammengebracht werden können. Das bedeutet, dass beispielsweise das obere Feststellelement 22 an der einen Anlagefläche eine positive Profilausbildung und das untere Feststellelement 24 an dieser Anlagefläche eine negative Profilausbildung aufweist. In diesem Fall weisen die beiden Feststellelemente 22, 24 an den jeweils anderen Anlageflächen die jeweils andere Profilausbildung auf.
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Des Weiteren weisen die Feststellelemente 22, 24 jeweils an den beiden Außenseiten jeweils eine Öffnung in vertikaler Richtung auf, wodurch ein Werkzeugangriff 18 ermöglicht wird. Mittels des Werkzeugangriffs 18 ist die Feststelleinrichtung 16 lediglich durch Betätigung mittels eines Werkzeugs lösbar. In einer erfinderischen Ausgestaltung können die beiden Feststellelemente 22, 24 der Feststelleinrichtung 16 mittels zweier Schrauben form- und kraftschlüssig miteinander verbunden werden, wodurch die am ersten Steckverbindungselement 4 anliegende Feststelleinrichtung 16 das erste Steckverbindungselement 4 formschlüssig umgibt und somit fixiert. Die Schrauben, welche beispielsweise als Flachkopfschrauben oder Sicherungsschrauben ausgeführt sein können, werden dabei durch die Öffnungen der beiden Feststellelemente 22, 24 geführt. Diese Ausführung erfordert, dass zumindest die Öffnungen eines der zwei Feststellelemente 22, 24 jeweils mit einem Innengewinde versehen sind. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, Schrauben einzusetzen, welche das Gegengewinde im jeweils korrespondierenden Feststellelement 22, 24 selbstschneiden, wodurch eine Fixierung der beiden Feststellelemente 22, 24 an dem ersten Steckverbindungselement 4 realisiert werden kann. In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist eine zusätzliche Sicherung durch eine Schraubenmutter bei einer Schraubverbindung mit einer Maschinenschraube oder mittels eines Gewindebolzens vorgesehen.
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2 zeigt in einer schematischen Perspektivansicht eine vorteilhafte Ausgestaltung der Sicherungseinrichtung 2. Dabei werden die beiden Feststellelemente 22, 24 der Feststelleinrichtung 16 mittels eines formschlüssigen Verbindungselements 20 an dem ersten Steckverbindungselement 4 fixiert. Das in 2 dargestellte Verbindungselement 20 ist als Kabelbinder ausgebildet. Die Feststellelemente 22, 24 weisen jeweils eine außenumfangseitig verlaufende Nut 28 auf, in welcher der Kabelbinder berührend anliegt. Dadurch kann ein unbeabsichtigtes Verschieben des Kabelbinders und somit ein Lösen der beiden Feststellelemente 22, 24 von dem ersten Steckverbindungselement 4 verhindert werden. Des Weiteren hat das als Kabelbinder ausgebildete Verbindungselement 20 den Vorteil, dass eine schnelle Anbringung an den Feststellelementen 22, 24 sowie ein schnelles Entfernen von den Feststellelementen 22, 24 ermöglicht wird.
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3a und 3b zeigt in jeweils einer schematischen Perspektivansicht die Feststelleinrichtung 16 der Sicherungseinrichtung 2 in nicht montiertem Zustand. Dabei zeigt 3a die Feststelleinrichtung 16 in einem geschlossenen Zustand. Das bedeutet, dass das obere Feststellelement 22 und das untere Feststellelement 24 berührend, entsprechend wie im verbauten Zustand am ersten Steckverbindungselement 4, anliegen. Die Schrauben 26, welche für den Werkzeugangriff 18 bestimmt sind, sind nicht montiert und somit separat abgebildet. 3b zeigt die Feststelleinrichtung 16 in geöffnetem Zustand. Das bedeutet, dass das obere Feststellelement 22 und das untere Feststellelement 24 getrennt voneinander dargestellt sind.
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4a und 4b zeigt in jeweils einer schematischen Perspektivansicht eine vorteilhafte Ausgestaltung der Feststelleinrichtung 16 der Sicherungseinrichtung 2 in nicht montiertem Zustand. Dabei zeigen 4a und 4b die Feststelleinrichtung 16 in einem geschlossenen Zustand. Die das obere Feststellelement 22 und das untere Feststellelement 24 weisen jeweils eine außenumfangseitig verlaufende Nut 28 auf. In diese Nuten 28 kann ein Verbindungselement (nicht dargestellt), welches als Kabelbinder ausgebildet sein kann, berührend angebracht werden, um die Feststellelemente 22, 24 an dem ersten Steckverbindungselement 4 zu fixieren.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Sicherungseinrichtung
- 4
- erstes Steckverbindungselement
- 6
- zweites Steckverbindungselement
- 8
- Sicherungsbügel
- 10
- Sicherungsmittel
- 12
- Sicherungselement
- 14
- Betätigung
- 16
- Feststelleinrichtung
- 18
- Werkzeugangriff
- 20
- Verbindungselement
- 22
- oberes Feststellelement
- 24
- unteres Feststellelement
- 26
- Schraube
- 28
- Nut
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102018205042 A1 [0003]
