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Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder, einen elektrischen Antrieb, der den elektrischen Steckverbinder aufweist, und ein Fahrzeug, das den elektrischen Antrieb aufweist.
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Die
CN 208923509 U offenbart einen elektrischen Steckverbinder, der einen ersten Stecker, einen zweiten Stecker, und eine Buchse umfasst. Der erste Stecker kann mit dem zweiten Stecker verbunden werden, um gemeinsam mit der Buchse eine elektrische Verbindung einzugehen.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen alternativen elektrischen Steckverbinder anzugeben, der wenigstens zwei Steckervorrichtungen und eine für die Steckervorrichtungen vorgesehene Gegensteckervorrichtung aufweist.
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Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch einen elektrischen Steckverbinder, aufweisend eine erste Steckervorrichtung mit wenigstens einem ersten elektrischen Kontakt, eine zweite Steckervorrichtung mit wenigstens einem zweiten elektrischen Kontakt, und eine rohrförmige Gegensteckervorrichtung, die elektrische Gegenkontakte aufweist, von denen eine erste Gruppe von elektrischen Gegenkontakten dem wenigsten einen ersten elektrischen Kontakt und eine zweite Gruppe von elektrischen Gegenkontakten dem wenigsten einen zweiten elektrischen Kontakt zugeordnet ist, und es vorgesehen ist, dass die Steckervorrichtungen zusammen in die Gegensteckervorrichtung gesteckt sind, sodass die ersten und zweiten elektrischen Kontakte die entsprechenden elektrischen Gegenkontakten elektrisch kontaktieren, und die Steckervorrichtungen unabhängig voneinander in die Gegensteckervorrichtung steckbar sind.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen elektrischen Antrieb, aufweisend eine elektrische Maschine, einen Stromrichter, der eine für die elektrische Maschine vorgesehene Betriebsspannung erzeugt, eine erste elektrische Komponente, eine zweite elektrische Komponente, und den erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbinder, wobei die Gegensteckervorrichtung mit dem Stromrichter, die erste Steckervorrichtung mit der ersten elektrischen Komponente und die zweite elektrische Komponente mit der zweiten Steckervorrichtung verbunden sind.
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Die elektrische Maschine umfasst insbesondere einen Stator und einen relativ zum Stator drehbar gelagerten Rotor und kann vorzugsweise ein Elektromotor sein
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Die erste elektrische Komponente ist z. B. ein Geber zum Ermitteln der Winkelposition des Rotors relativ zum Stator. Der Geber ist insbesondere ein Resolver. Mittels des Gebers kann die Drehzahl der elektrischen Maschine, insbesondere des Elektromotors bestimmt werden, sodass der elektrische Antrieb vorzugsweise als ein drehzahlgeregelter elektrischer Antrieb ausgebildet sein kann, dessen Regelung die Drehzahl des Elektromotors aufgrund der vom Geber übermittelten Signale regelt.
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Die zweite elektrische Komponente ist z. B. ein Sensor, z. B. ein Temperatursensor, der insbesondere vorgesehen ist, eine Temperatur der elektrischen Maschine bzw. des Elektromotors zu messen, sodass z. B. der Stromrichter die Betriebsspannung an die Temperatur des Elektromotors anzupassen vermag.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeug, aufweisend Räder zum Bewegen des Fahrzeugs und den erfindungsgemäßen elektrischen Antrieb, wobei der elektrische Antrieb eingerichtet ist, wenigstens eines der Räder des Fahrzeugs zumindest indirekt anzutreiben.
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Das erfindungsgemäße Fahrzeug ist z. B. ein reines Elektrofahrzeug. Das erfindungsgemäße Fahrzeug kann auch ein Hybridfahrzeug sein, also neben dem elektrischen Antrieb noch einen weiteren Motor, insbesondere einen Verbrennungsmotor umfassen.
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Der als Elektromotor ausgebildete elektrische Antrieb des Fahrzeugs kann das wenigstens eine Rad direkt oder über ein zwischengeschaltetes Getriebe antreiben. Das Fahrzeug kann eine mit dem wenigstens einen Rad gekoppelte Achse aufweisen, die die der als Elektromotor ausgebildete elektrische Antrieb des Fahrzeugs direkt oder indirekt antreibt.
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Der elektrische Steckverbinder umfasst demnach die erste Steckervorrichtung, die den wenigstens einen ersten elektrischen Kontakt aufweist, d. h. die erste Steckervorrichtung umfasst genau einen ersten elektrischen Kontakt oder mehrere erste elektrische Kontakte.
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Der elektrische Steckverbinder umfasst die zweite Steckervorrichtung, die den wenigstens einen zweiten elektrischen Kontakt aufweist, d. h. die zweite Steckervorrichtung umfasst genau einen zweiten elektrischen Kontakt oder mehrere zweite elektrische Kontakte.
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Die elektrische Kontakte sind z. B. elektrisch leitende Pins, insbesondere Stifte.
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Die erste Steckervorrichtung kann insbesondere neben dem wenigstens einen ersten elektrischen Kontakt ein erstes Gehäuse z. B. aus Kunststoff umfassen, durch die der wenigstens eine erste elektrische Kontakt geführt ist. Das erste Gehäuse kann eine Aufnahme aufweisen, mit der der wenigstens eine erste elektrische Kontakt mit einem elektrischen Kabel verbindbar ist. Das erste Gehäuse ist insbesondere einstückig.
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Die zweite Steckervorrichtung kann insbesondere neben dem wenigstens einen zweiten elektrischen Kontakt ein zweites Gehäuse z. B. aus Kunststoff umfassen, durch die der wenigstens eine zweite elektrische Kontakt geführt ist. Das zweite Gehäuse kann eine Aufnahme aufweisen, mit der der wenigstens eine zweite elektrische Kontakt mit einem weiteren elektrischen Kabel verbindbar ist. Das zweite Gehäuse ist insbesondere einstückig.
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Die Gegensteckervorrichtung ist rohrförmig ausgebildet und umfasst die elektrischen Gegenkontakte, von denen die erste Gruppe von elektrischen Gegenkontakten dem wenigsten einen ersten elektrischen Kontakt und die zweite Gruppe von elektrischen Gegenkontakten dem wenigsten einen zweiten elektrischen Kontakt zugeordnet ist. Stecken die Steckervorrichtungen in der Gegensteckervorrichtung, dann kontaktiert somit der wenigstens eine erste Kontakt die erste Gruppe von elektrischen Gegenkontakten und der wenigstens eine zweite elektrische Kontakt die zweite Gruppe von elektrischen Gegenkontakte.
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Des Weiteren ist der elektrische Steckverbinder ausgebildet, dass die Steckervorrichtungen unabhängig voneinander in die Gegensteckervorrichtung steckbar sind. Somit ist es z. B. bei der Montage des elektrischen Antriebs möglich, die erste elektrische Komponente bereits vorgefertigt mit der ersten Steckervorrichtung und die zweite elektrische Komponente vorgefertigt mit der zweiten Steckerverbindung zu liefern, um dann die beiden Steckervervorrichtungen individuell in die Gegensteckervorrichtung zu stecken.
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Die Gegensteckverbindung ist vorzugsweise aus Kunststoff und/oder einstückig ausgebildet und kann nach einer Variante des elektrischen Steckverbinders die Form eines Hohlzylinders mit einer Mantelfläche aufweisen, die Wände der Gegensteckervorrichtung bilden. Vorzugsweise liegen die Steckervorrichtungen im eingesteckten Zustand formschlüssig an den Wänden an. Eines der Enden des Hohlzylinders ist geschlossen und bildet einen Boden der Gegensteckervorrichtung, in dem vorzugsweise die Gegenkontakte angeordnet sind, und das andere Ende des Hohlzylinders ist für das Aufnehmen der Steckervorrichtungen geöffnet. Der Hohlzylinder ist insbesondere ein gerader Hohlzylinder. Somit ist es in relativ einfacher Weise möglich, die Steckervorrichtungen durch das offene Ende der hohlzylinderförmigen Gegensteckervorrichtung zu führen.
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Die Gegensteckverbindung kann nach einer bevorzugten Ausführungsform des elektrischen Steckverbinders eine für die erste Steckervorrichtung vorgesehene erste Kammer und eine für die zweite Steckervorrichtung vorgesehene, durch eine Trennwand von der ersten Kammer getrennte zweite Kammer aufweisen. Die einzelnen Kammern werden vorzugsweise durch die Wände und die Trennwand der Gegensteckervorrichtung gebildet. Die Trennwand ist vorzugsweise aus Kunststoff und bildet insbesondere mit den Wänden eine einstückig gefertigte Gegensteckervorrichtung.
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Um z. B. die Steckervorrichtungen leichter oder sicherer in die Gegensteckervorrichtung zu stecken, umfassen vorzugsweise die Wände der Gegensteckervorrichtung Führungen, die mit den Steckervorrichtungen formschlüssig zusammenwirken. Die Führungen sind vorzugsweise einstückig an den Wänden und ggf. an der Trennwand angeformt.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform des elektrischer Steckverbinders umfasst die Gegensteckervorrichtung Befestigungsvorrichtungen und die Steckervorrichtungen jeweils eine Gegenbefestigungsvorrichtung, die eingerichtet sind, eine zerstörungsfrei, lösbare Befestigung der Steckervorrichtungen an der Gegensteckervorrichtung zu ermöglichen. Dadurch wird es einerseits ermöglicht, die Steckervorrichtungen an der Gegensteckervorrichtung zu befestigen bzw. zu fixieren, wodurch eine verbesserte Kontaktierung der elektrischen Kontakte mit den entsprechenden Gegenkontakten gewährleistet werden kann. Durch die zerstörungsfrei lösbare Befestigung der Steckervorrichtungen an der Gegensteckervorrichtungen wird es andererseits auch ermöglicht, die Steckervorrichtungen auch wieder von der Gegensteckervorrichtung zu lösen, um z. B. im Falle des elektrischen Antriebs die elektrischen Komponenten auszutauschen.
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Die Befestigungsvorrichtungen und die Gegenbefestigungsvorrichtungen sind vorzugsweise als Rastverbindungen ausgebildet. So kann es z. B. vorgesehen sein, dass die Gegenbefestigungsvorrichtungen als an den Gehäusen der Steckervorrichtungen angeformte Rastnasen oder Rasthaken ausgebildet sind, die mit der Gegensteckervorrichtung zu verrasten vermögen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des elektrischen Steckverbinders sind die Steckervorrichtungen und die Gegensteckervorrichtung derart ausgebildet, dass jede der Steckervorrichtungen lediglich in einer ihr zugeordneten vorgegebenen Position relativ zur Gegensteckervorrichtung in diese steckbar sind. Dadurch kann gewährleistet werden, dass während der Montage z. B. des elektrischen Antriebs die korrekten Anschlüsse der elektrischen Komponenten gewährleistet sind. Diese Ausführungsform kann z. B. realisiert werden, indem die Formen der Kammern, falls vorhanden, und die Formen der Steckerverbindungen entsprechend aufeinander abgestimmt sind. Auch eine entsprechende Anordnung der Führungen ist möglich.
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Die Anzahl der ersten elektrischen Kontakte kann sich von der Anzahl der zweiten elektrischen Kontakte unterscheiden
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind exemplarisch in den beigefügten schematischen Figuren dargestellt. Es zeigen:
- 1 einen elektrischen Steckverbinder mit einer ersten und einer zweiten Steckervorrichtung und einer Gegensteckervorrichtung in perspektivischer Darstellung,
- 2 die erste Steckervorrichtung,
- 3 die zweite Steckervorrichtung,
- 4 die Gegensteckervorrichtung in einer perspektivischen Darstellung,
- 5, 6 die beiden Steckervorrichtungen,
- 7 einen elektrischen Antrieb, der den elektrischen Steckverbinder umfasst, und
- 8 ein Fahrzeug, der den elektrischen Antrieb umfasst.
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Die 1 zeigt in einer perspektivischen Darstellung einen elektrischen Steckverbinder 1, der eine in der 2 gezeigte erste Steckervorrichtung 21, eine in der 3 gezeigte zweite Steckervorrichtung 41 und eine in der 4 gezeigte rohrförmige Gegensteckervorrichtung 41 umfasst. Die 5 zeigt eine Draufsicht der beiden Steckervorrichtungen 21, 31 und die 6 zeigt eine Seitenansicht in geschnittener Darstellung der beiden Steckervorrichtungen 21, 31.
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Die erste Steckervorrichtung 21 umfasst im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ein insbesondere einstückig ausgeführtes erstes Gehäuse 22, insbesondere aus Kunststoff, an dem erste elektrische Kontakte 23, insbesondere sechs erste elektrische Kontakte 23 angeordnet sind. Das erste Gehäuse 22 umfasst z. B. mehrere Öffnungen 24, durch die ein nicht gezeigtes, mit den ersten elektrischen Kontakten 23 verbundenes elektrisches Kabel geführt ist.
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Die zweite Steckervorrichtung 31 umfasst im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ein insbesondere einstückig ausgeführtes zweites Gehäuse 32, insbesondere aus Kunststoff an dem zweite elektrische Kontakte 33, insbesondere zwei zweite elektrische Kontakte 33 angeordnet sind. Das zweite Gehäuse 32 umfasst z. B. mehrere Öffnungen 34, durch die ein nicht gezeigtes, mit den zweiten elektrischen Kontakten 33 verbundenes weiteres elektrisches Kabel geführt ist.
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Die Gegensteckervorrichtung 41 ist rohrförmig ausgebildet und umfasst elektrische Gegenkontakte 42a, 42b, von denen eine erste Gruppe von elektrischen Gegenkontakten 42a den ersten elektrischen Kontakten 23 und eine zweite Gruppe von elektrischen Gegenkontakten 42b den zweiten elektrischen Kontakten 33 zugeordnet ist. Stecken die Steckervorrichtungen 21, 31 in der Gegensteckervorrichtung 41, dann kontaktieren die ersten elektrischen Kontakte 23 die erste Gruppe von elektrischen Gegenkontakten 42a und die zweiten elektrischen Kontakte 33 die zweite Gruppe von elektrischen Gegenkontakte 42b.
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Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist die Gegensteckverbindung 41 aus Kunststoff und einstückig ausgebildet und weist die Form eines geraden Hohlzylinders mit einer Mantelfläche auf, die Wände 43 der Gegensteckervorrichtung 41 bilden. Insbesondere liegen die Steckervorrichtungen 21, 31 im eingesteckten Zustand formschlüssig an diesen Wänden 43 an.
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Eines der Enden des Hohlzylinders ist geschlossen und bildet einen Boden 44 der Gegensteckervorrichtung 41, in dem die Gegenkontakte 42a, 42b angeordnet sind. Das andere Ende des Hohlzylinders ist für das Aufnehmen der Steckervorrichtungen 21, 31 geöffnet.
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Die Gegensteckverbindung 41 umfasst im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels eine für die erste Steckervorrichtung 21 vorgesehene erste Kammer 45 und eine für die zweite Steckervorrichtung 31 vorgesehene, durch eine Trennwand 47 von der ersten Kammer 45 getrennte zweite Kammer 46.
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Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels umfassen die Wände 43 der Gegensteckervorrichtung 41 angeformte Führungen 43a, die mit den Steckervorrichtungen 21, 31 formschlüssig zusammenwirken.
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Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels sind die Steckervorrichtungen 21, 31 und die Gegensteckervorrichtung 41 derart ausgebildet, dass jede der Steckervorrichtungen 21, 31 lediglich in einer ihr zugeordneten vorgegebenen Position relativ zur Gegensteckervorrichtung 41 in diese steckbar sind. Dies kann z. B. realisiert werden, indem sich die Formen der Kammern 45, 46 unterscheiden und Formen der Steckerverbindungen 21, 31 bzw. deren Gehäuse 22, 32 entsprechend aufeinander abgestimmt sind. Auch eine entsprechende Anordnung der Führungen 43a, 43b ist möglich.
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Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels umfasst die Gegensteckervorrichtung 41 Befestigungsvorrichtungen und die Steckervorrichtungen 21, 31 jeweils eine Gegenbefestigungsvorrichtung, die eingerichtet sind, eine zerstörungsfreie, lösbare Befestigung der Steckervorrichtungen 21, 31 an der Gegensteckervorrichtung 41 zu ermöglichen. Die Befestigungsvorrichtungen und die Gegenbefestigungsvorrichtungen sind vorzugsweise als Rastverbindungen 25, 35 ausgebildet. So kann es z. B. vorgesehen sein, dass die Gegenbefestigungsvorrichtungen 41 als an den Gehäusen 22, 32 der Steckervorrichtungen 21, 31 angeformte Rastnasen oder Rasthaken ausgebildet sind, die mit der Gegensteckervorrichtung 41 zu verrasten vermögen.
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Die 7 zeigt einen elektrischen Antrieb 71 , der eine elektrische Maschine, insbesondere einen Elektromotor 72 mit einem Stator 73 und einem relativ zum Stator 73 drehbar gelagerten Rotor 74, einen insbesondere als Wechselrichter ausgebildeten Stromrichter 75, der eine für den Elektromotor 72 vorgesehene Betriebsspannung erzeugt, eine als Geber 76 ausgebildete erste elektrische Komponente, eine als Sensor, insbesondere als Temperatursensor 77 ausgebildete zweite elektrische Komponente, und den elektrischen Steckverbinder 1 umfasst. Die Gegensteckervorrichtung 41 ist mit dem Stromrichter 75 bzw. mit einer elektronischen Steuervorrichtung des Stromrichters 75, die erste Steckervorrichtung 21 ist mit dem Geber 76 und der Temperatursensor 77 ist mit der zweiten Steckervorrichtung 31 verbunden.
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Der Geber 76 ist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels zum Ermitteln der Winkelposition des Rotors 74 relativ zum Stator 73 vorgesehen. Mittels des Gebers 76 kann die Drehzahl des Elektromotors 72 bestimmt werden, sodass der elektrische Antrieb 1 vorzugsweise als ein drehzahlgeregelter elektrischer Antrieb ausgebildet ist, dessen Regelung die Drehzahl des Elektromotors 72 aufgrund der vom Geber 76 übermittelten Signale regelt.
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Der Temperatursensor 77 ist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels vorgesehen, eine Temperatur des Elektromotors 72 zu messen, sodass z. B. der Stromrichter 75 die Betriebsspannung an die Temperatur des Elektromotors 72 anzupassen vermag.
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Die 8 zeigt ein Fahrzeug 81, das Räder 82 zum Bewegen des Fahrzeugs 81 und den elektrischen Antrieb 71 aufweist. Der elektrische Antrieb 71 ist eingerichtet, wenigstens eines der Räder 82 des Fahrzeugs 81 anzutreiben. Das Fahrzeug 81 ist insbesondere ein Elektrofahrzeug oder ein Hybridfahrzeug. Das Fahrzeug 81 ist nicht notwendigerweise ein PKW, wie in der 81 gezeigt, sondern kann z. B. auch ein LKW sein. Das Fahrzeug 81 kann eine nicht dargestellte Achse aufweisen, die mit dem wenigsten einen angetriebenen Rad gekoppelt ist. Diese Achse kann eine Antriebsachse sein, die der elektrische Antrieb 71 zumindest indirekt antreibt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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