-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine zweiteilige Interlock-Verbindungsanordnung zum Abschalten von zumindest einer in einem Gehäuse mit Deckel angeordneten Hochspannungskomponente beim Öffnen des Deckels. Ferner betrifft die Erfindung ein Gehäuse-Deckel-System mit einer zweiteiligen Interlock-Verbindungsanordnung.
-
STAND DER TECHNIK
-
Aus der
DE 10 2019 100 877 A1 ist eine Vorrichtung zur Energiespeicherung, zur Energieverteilung und/oder zur Energieumwandlung an einem Hybrid- oder Elektrofahrzeug bekannt. Die Vorrichtung umfasst ein Hochvolt-System mit einem hermetisch gekapselten Gehäuse, in dem wenigstens ein Aggregateraum zur Aufnahme von Hochvoltkomponenten angeordnet ist. Das gekapselte Gehäuse weist wenigstens eine verschließbare Öffnung auf, die mit wenigstens einer Einrichtung zum Nachweis eines legitimen oder unerlaubten Öffnungsvorgangs versehen ist. Bei der Einrichtung kann es sich beispielsweise um ein Schloss, ein Zahlenschloss, ein über Funk betätigbares Schloss oder eine Verplombung handeln.
-
Bei dem aus der
DE 10 2019 100 877 A1 bekannten System kann die verschließbare Öffnung nur von dazu autorisiertem Wartungspersonal zum Zwecke der Wartung oder des Austauschs defekter Komponenten genutzt werden. Allerdings besteht dort ein Problem dahingehend, dass die in dem Gehäuse angeordneten Hochvoltkomponenten nach dem Öffnen eine Gefährdung für das Wartungspersonal darstellen können.
-
Ausgehend von dem oben aufgeführten Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein sicheres System anzugeben, das die oben genannten Probleme und Nachteile des Standes der Technik ausräumt. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung für ein Gehäuse-Deckel-System und ein Gehäuse-Deckel-System mit einer solchen Vorrichtung anzugeben, die ein sicheres Warten und einen sicheren Austausch defekter Komponenten ermöglichen.
-
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
-
Die Aufgabe wird gelöst mit einer zweiteiligen Interlock-Verbindungsanordnung gemäß Anspruch 1 sowie einem Gehäuse-Deckel-System gemäß Anspruch 9. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
-
Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, eine zweiteilige Interlock-Verbindungsanordnung zum Abschalten von zumindest einer in einem Gehäuse mit Deckel angeordneten Hochvoltkomponente beim Öffnen des Deckels anzugeben, wobei die zweiteilige Interlock-Verbindungsanordnung eine gehäusefeste Komponente und eine deckelfeste Komponente aufweist, die, wenn sie miteinander verbunden sind, gemeinsam eine Interlockleitung ausbilden, wobei die gehäusefeste Komponente an dem Gehäuse befestigt ist, wobei die deckelfeste Komponente an dem Deckel befestigt ist und wobei beim Öffnen des Deckels die deckelfeste Komponente räumlich derart von der gehäusefesten Komponente getrennt wird, dass die Interlockleitung unterbrochen wird.
-
Als Abschalten der Hochvoltkomponente wird ein Unterbrechen des Stromkreises der Hochvoltkomponente verstanden. Die zweiteilige Interlock-Verbindungsanordnung ist also dazu ausgebildet, den Stromkreis der zumindest einen Hochvoltkomponente beim Öffnen des Deckels zu unterbrechen. Dadurch ist das Innere des Gehäuses spannungsfrei und kann für den Anwender nicht zur Gefahr werden. Die deckelfeste Komponente ist vorzugsweise unbewegbar an dem Deckel angebracht und die gehäusefeste Komponente ist vorzugsweise unbewegbar an dem Gehäuse angebracht.
-
Beim Öffnen des Deckels wird die deckelfeste Komponente gemeinsam mit dem Deckel relativ zu dem Gehäuse und der gehäusefesten Komponente bewegt. Hierbei werden die beiden Komponenten räumlich voneinander getrennt.
-
Die Interlockleitung bildet einen geschlossenen elektrischen Stromkreis aus, der mittels mehrerer Leiter, also Medien, die bewegliche Ladungsträger besitzen, ausgebildet ist. Dabei sind die Leiter, die den elektrischen Stromkreis schließen, sowohl in der gehäusefesten Komponente als auch in der deckelfesten Komponente angeordnet. Damit der elektrische Stromkreis geschlossen ist, müssen die beiden Komponenten somit miteinander verbunden sein. Beim räumlichen Trennen der beiden Komponenten wird auch die Interlockleitung getrennt, also der Stromkreis unterbrochen. Zur Energiezufuhr kann die Interlockleitung beispielsweise mit dem 12V-Bordnetz eines Fahrzeugs verbunden sein.
-
Mit der erfindungsgemäßen zweiteiligen Interlock-Verbindungsanordnung wird die Aufgabe in zufriedenstellender Weise gelöst. Insbesondere sind ein sicheres Warten und ein sicherer Austausch defekter Komponenten innerhalb des Gehäuses möglich. Durch Unterbrechen eines elektrischen Stromkreises ist die Interlock-Verbindungsanordnung äußerst zuverlässig und insbesondere zuverlässiger als eine mechanische Lösung. Ferner besteht auch keine Gefahr, dass im Laufe eines langjährigen Betriebs das Abschalten der Hochspannungskomponente nicht mehr ordnungsgemäß funktioniert.
-
Vorzugsweise ist die Interlock-Verbindungsanordnung ferner dazu ausgebildet, das Öffnen des Deckels zu überwachen. So können die Öffnungsvorgänge aufgezeichnet werden, um später beispielsweise prüfen zu können, ob alle Öffnungsvorgänge autorisiert waren. So kann die Interlock-Verbindungsanordnung eine Doppelfunktion erfüllen.
-
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist wenigstens eine der beiden Komponenten, der deckelfesten Komponente oder der gehäusefesten Komponente, einen Anschlussbereich mit hervorstehenden Kontaktelementen auf.
-
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung dieser Ausführungsform sind zwei hervorstehende Kontaktelemente verbunden als U-förmiges Kontaktstück ausgebildet.
-
Vorzugsweise weist die deckelfeste Komponente die beiden hervorstehenden Kontaktelemente auf, die als U-förmiges Kontaktstück ausgebildet sind. Das U-förmige Kontaktstück ist platzsparend an dem Deckel anbringbar. Das U-förmige Kontaktstück kann aus einem Leitungsblech ausgebildet sein. Vorzugsweise kann das U-förmige Kontaktstück flächig ausgebildet sein.
-
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist ein Kragen um den Anschlussbereich herum ausgebildet ist. Der Kragen steht ebenfalls vor und reicht vorzugsweise bis über die hervorstehenden Kontaktelemente hinaus.
-
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weist die jeweils andere der deckelfesten Komponente und der gehäusefesten Komponente einen zu der einen Komponente komplementären Anschlussbereich auf, wobei der komplementäre Anschlussbereich vorzugsweise eine Außenform aufweist, die zu einer Innenform der Kragens komplementär ausgebildet ist.
-
Durch die komplementäre Ausbildung des Anschlussbereichs kann eine Führung beim Zusammenstecken der beiden Komponenten bereitgestellt werden. Der Kragen kann somit eine Doppelfunktion erfüllen. Einerseits schützt der Kragen die Kontaktelemente und andererseits dient der Kragen als Führungshilfe beim Zusammenstecken. Zusätzlich verhindert der Kragen eine seitliche Berührung der Kontakte, solange diese leitend im Eingriff stehen.
-
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist die Hochvoltkomponente eine Batterie, eine Vorrichtung zum Laden der Batterie, ein Heizer, ein Kühler, ein Wandler oder ein Wechselrichter.
-
Vorzugsweise kann auch eine Vielzahl der genannten Hochvoltkomponenten in dem Gehäuse angeordnet sein. Sämtliche Hochvoltkomponenten können in einem Fahrzeug, insbesondere in einem Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug, angeordnet sein. Besonders bevorzugt sind die Hochvoltkomponenten in einem Nutzfahrzeug angeordnet.
-
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die zweiteilige Interlock-Verbindungsanordnung nachrüstbar und austauschbar an dem Deckel und dem Gehäuse ausgebildet.
-
So kann die zweiteilige Interlock-Verbindungsanordnung nachgerüstet werden und an bereits bestehenden Deckel-Gehäuse-Systemen angeordnet werden. Bei bestehenden Systeme müssen somit nur wenige Bauteile, insbesondere nur die deckelfeste und die gehäusefeste Komponente, zusätzlich angebracht werden, um das System hinsichtlich der Anwendersicherheit zu verbessern. Die Nachrüstbarkeit ist insbesondere dadurch gegeben, dass die zweiteilige Interlock-Verbindung nicht an anderen Bauteilen (z.B. Gehäuse oder Deckel) integriert ausgebildet ist, sondern vielmehr unabhängig von diesen nachträglich montierbar und einsetzbar ist.
-
Bei einer weiteren Ausführungsform weisen die deckelfeste Komponente und die gehäusefeste Komponente jeweils zwei Befestigungseinrichtungen auf, mittels derer die entsprechende Komponente an dem Deckel oder dem Gehäuse befestigbar ist.
-
Die Anschlussbereiche sind vorzugsweise jeweils zwischen den beiden Befestigungseinrichtungen angeordnet. Besonders bevorzugt handelt es sich bei der Befestigungseinrichtung um eine Schraube. Eine Schraubverbindung sorgt ferner auch für eine gute Nachrüstbarkeit der Interlock-Verbindungsanordnung.
-
Ferner wird die Aufgabe mittels eines Gehäuse-Deckel-Systems gelöst, das Folgendes aufweist: ein Gehäuse, in dem zumindest eine Hochvoltkomponente angeordnet ist, einen Deckel, der das Gehäuseinnere unmittelbar verschließt, und eine zweiteilige Interlock-Verbindungsanordnung zum Abschalten der zumindest einen Hochvoltkomponente beim Öffnen des Deckels, wobei die zweiteilige Interlock-Verbindungsanordnung eine gehäusefeste Komponente und eine deckelfeste Komponente aufweist, die, wenn sie miteinander verbunden sind, gemeinsam eine Interlockleitung ausbilden, wobei die gehäusefeste Komponente an dem Gehäuse vorgesehen ist, wobei die deckelfeste Komponente an dem Deckel vorgesehen ist und wobei beim Öffnen des Deckels die deckelfeste Komponente räumlich derart von der gehäusefesten Komponente getrennt wird, dass die Interlockleitung unterbrochen wird.
-
Mit dem erfindungsgemäßen Gehäuse-Deckel-System wird die Aufgabe in zufriedenstellender Weise gelöst. Insbesondere ermöglicht das Gehäuse-Deckel-System ein sicheres Warten und einen sicheren Austausch defekter Komponenten.
-
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung dieser Ausführungsform ist die zweiteilige Interlock-Verbindungsanordnung eine der vorab beschriebenen Interlock-Verbindungsanordnungen.
-
Hierbei gelten sämtliche Aspekte und Vorteile, die bereits in Bezug auf die zweiteilige Interlock-Verbindungsanordnung diskutiert worden sind.
-
Die zweiteilige Interlock-Verbindungsanordnung und das Gehäuse-Deckel-System sind vorzugsweise in einem Fahrzeug angeordnet. Beispielsweise handelt es sich bei dem Gehäuse-Deckel-System um eine Hochvolt-Verteilerbox in einem Fahrzeug, die in der Fachwelt auch als „Power Distribution Unit (PDU“ bezeichnet wird.
-
Figurenliste
-
Weitere Merkmale, Vorteile und Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen der zweiteiligen Interlock-Verbindungsanordnung und anhand der Figuren. Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Ansicht einer deckelfesten Komponente, die als erster Teil einer zweiteiligen Interlock-Verbindungsanordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist;
- 2 eine perspektivische Ansicht einer gehäusefesten Komponente, die als zweiter Teil der zweiteiligen Interlock-Verbindungsanordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist;
- 3 eine perspektivische Schnittansicht der zweiteiligen Interlock-Verbindungsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung in einem Gehäuse-Deckel-System gemäß der vorliegenden Erfindung; und
- 4 eine weitere perspektivische Schnittansicht der zweiteiligen Interlock-Verbindungsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung in dem Gehäuse-Deckel-System gemäß der vorliegenden Erfindung.
-
AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
-
1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer deckelfesten Komponente 120, die einen ersten Teil einer zweiteiligen Interlock-Verbindungsanordnung 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
-
Die deckelfeste Komponente 120 ist aus einem zumindest im Wesentlichen quaderförmigen Grundkörper 126 mit halbzylindrischen Stirnflächen ausgebildet. Insbesondere ist die deckelfeste Komponente 120 von einer ersten halbzylindrischen Stirnfläche zu einer gegenüberliegenden halbzylindrischen Stirnfläche länglich ausgebildet.
-
Die deckelfeste Komponente 120 weist einen Anschlussbereich 121 auf, in dem zwei Kontaktelemente 122, 123 angeordnet sind. Die beiden Kontaktelemente 122, 123 erstrecken sich von dem Grundkörper 126 aus. Wie in 1 zu erkennen, erstrecken sich die beiden Kontaktelemente 122, 123 insbesondere zumindest im Wesentlichen im rechten Winkel von dem Grundkörper 126 aus. Wie in 3 besser zu erkennen, bilden die beiden Kontaktelemente 122, 123 gemeinsam eine U-Form aus. Zusammen sind die beiden Kontaktelemente 122, 123 also ein U-förmiges Kontaktstück 1231.
-
Um die Kontaktelemente 122, 123 herum ist ein Kragen 124 ausgebildet, der den Anschlussbereich 121 umschließt. Der Kragen 124 weist einen oval-ringförmigen Querschnitt auf. Durch den Kragen 124 sind die Kontaktelemente 122, 123 geschützt. Der Kragen 124 ist in Längsrichtung gesehen mittig an der deckelfesten Komponente 120 bzw. an dessen Grundkörper 126 angeordnet. Die deckelfeste Komponente 120 weist ferner zwei Bohrungen 125 auf. Die beiden Bohrungen 125 sind an Längsenden der deckelfesten Komponente 120 angeordnet. Insbesondere ist der Anschlussbereich 121 zwischen den beiden Bohrungen 125 angeordnet.
-
2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer gehäusefesten Komponente 110, die der zweite Teil der zweiteiligen Interlock-Verbindungsanordnung 100 ist. Die gehäusefeste Komponente 110 weist einen Stecker 116 auf, an dem zwei Kontaktelemente 112, 113 ausgebildet sind. Die als schlitzförmige Aufnahmen gebildeten Kontaktelemente 112, 113 sind passend zu den vorspringenden Kontaktelementen 122, 123 ausgebildet. Nach dem Zusammenstecken der gehäusefesten Komponente 110 und der deckelfesten Komponente 120 schließt das U-förmige Kontaktstück der deckelfesten Komponente 120 eine Interlockleitung 114. Die geschlossene Interlockleitung 114 verläuft über die Kontaktelemente 112, 113, 122 und 123, zwei dargestellte Verbindungsleitungen 118, 119 und einen Verbindungsbereich 117, an dem die beiden Verbindungsleitungen 118, 119 verbunden sind. An der Interlockleitung 114 ist ein Signal abgreifbar. Beispielsweise ist hier das Signal an dem Verbindungsbereich 117 abgreifbar. Das Signal dient zur Steuerung der Hochvoltkomponente und/oder zum Aufzeichnen des Öffnungsvorgangs. Insbesondere dient das Signal dazu, die Hochvoltkomponente auszuschalten, wenn die Interlockleitung 114 unterbrochen ist d.h. die gehäusefeste Komponente 110 und die deckelfeste Komponente 120 räumlich getrennt sind.
-
Die beiden Kontaktelemente 112 und 113 sind innerhalb eines Anschlussbereichs 111 ausgebildet, wobei der Anschlussbereich 111 komplementär zu dem Anschlussbereich 121 der deckelfesten Komponente 120 ausgebildet ist. Insbesondere weist der Anschlussbereich 111 einen zumindest im Wesentlichen ovalen Querschnitt auf, der in den Kragen 124 passt. Der Kragen 124 kann den Anschlussbereich 111 beim Zusammenstecken der beiden Komponenten 110, 120 führen und weist zu diesem Zweck bevorzugt an seiner Innenkante eine Anfasung 1241 auf.
-
Auch die gehäusefeste Komponente 110 weist zwei Bohrungen 115 auf, mittels derer die gehäusefeste Komponente 110 befestigt werden kann. Der Anschlussbereich 111 ist hierbei ebenfalls zwischen den beiden Bohrungen 115 angeordnet.
-
In 3 und 4 ist die montierte Interlock-Verbindungsanordnung 100 gezeigt. Die Interlock-Verbindungsanordnung 100 ist sowohl nachrüstbar als auch austauschbar ausgebildet. Hierdurch kann ein vorhandenes System mit der Interlock-Verbindungsanordnung 100 nachgerüstet und verbessert werden. Die gehäusefeste Komponente 110 ist mittels Befestigungseinrichtungen, insbesondere Schrauben 130, an einem Gehäuse 200 befestigt. Die deckelfeste Komponente 120 ist mittels Schrauben 130 an einem Deckel 300 befestigt.
-
Insbesondere in 3 ist zu erkennen, dass das U-förmige Kontaktstück mit seinen Kontaktelementen 122 und 123 die Interlockleitung 114 mittels Kontaktieren der Kontaktelemente 112 und 113 schließt.
-
Das Gehäuse 200 dient - wie in 4 angedeutet - zur Aufnahme wenigstens einer Hochvoltkomponente 400, die beispielsweise als Batterie, als Vorrichtung zum Laden der Batterie, als Heizer, als Kühler, als Wandler oder als Wechselrichter ausgebildet sein kann. Das mittels des Deckels 300 verschließbare Gehäuse 200 bildet bevorzugt das Gehäuse einer Hochvolt-Verteilerbox in einem Fahrzeug, die in der Fachwelt auch als „Power Distribution Unit (PDU“ bezeichnet wird.
-
Es ist festzuhalten, dass die unter Bezug auf einzelne Ausführungsformen bzw. Varianten beschriebenen Merkmale der Erfindung, wie beispielsweise Art und Ausgestaltung der einzelnen Komponenten sowie deren genaue Dimensionierung und räumliche Anordnung, auch bei anderen Ausführungsformen vorhanden sein können, außer wenn es anders angegeben ist oder sich aus technischen Gründen von selbst verbietet. Von derartigen, in Kombination beschriebenen Merkmalen einzelner Ausführungsformen müssen außerdem nicht notwendigerweise immer alle Merkmale in einer betreffenden Ausführungsform realisiert sein.
-
Bezugszeichenliste
-
- 100
- Interlock-Verbindungsanordnung
- 110
- (gehäusefeste) Komponente
- 111
- Anschlussbereich
- 112
- Kontaktelement (der gehäusefesten Komponente)
- 113
- Kontaktelement (der gehäusefesten Komponente)
- 114
- Interlockleitung
- 115
- Bohrung
- 116
- Stecker
- 117
- Anschlussbereich
- 118
- Verbindungsleitung
- 119
- Verbindungsleitung
- 120
- (deckelfeste) Komponente
- 121
- Anschlussbereich
- 122
- Kontaktelement
- 123
- Kontaktelement
- 1231
- Kontaktstück (U-förmig)
- 124
- Kragen
- 1241
- Anfasung
- 125
- Bohrung
- 126
- Grundkörper
- 130
- Befestigungseinrichtung
- 200
- Gehäuse
- 300
- Deckel
- 400
- Hochvoltkomponente
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102019100877 A1 [0002, 0003]
