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Die Erfindung betrifft eine elektrische Steckverbindung. Insbesondere ist die elektrische Steckverbindung zum Laden von elektrisch betriebenen Fahrzeugen geeignet. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Ladesystem für elektrisch betriebene Fahrzeuge
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Bei elektrischen Steckverbindungen besteht allgemein das Problem, dass ein Ausstecken bzw. Trennen der Steckverbindung unter Last zur Lichtbogenbildung führen kann. Dies ist zum Beispiel beim Laden von elektrisch betriebenen nicht sicher und daher auch nicht zulässig. Weiterhin erfolgt in vielen Fällen beim Einstecken keine klare Rückmeldung, ob der Steckvorgang korrekt erfolgt ist. Auch wird oftmals die elektrische Verbindung nicht sicher gehalten, oder sie kann durch Fall oder Schlag unbeabsichtigt gelöst werden.
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Zudem ist es beim Steckvorgang für den Benutzer oft schwierig, zeitraubend und anstrengend die beiden Steckerteile gegenseitig genau auszurichten, um den Stecker schließlich einschieben zu können. Dies beeinträchtigt sowohl die Benutzerfreundlichkeit als auch die Haltbarkeit der Steckverbindung.
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Das Laden von elektrisch betriebenen Fahrzeugen am Stromnetz erfolgt mit einem Ladegerät in Form einer Elektronik-Box. Diese prüft vor dem Ladevorgang, ob alle erforderlichen Bedingungen erfüllt sind und überwacht elektronisch den Ladevorgang. Elektronik-Boxen existieren in einer Vielzahl von unterschiedlichen Varianten. Auch zum Aufladen am Netz existieren in verschiedenen Ländern eine Vielzahl von Steckern in unterschiedlichen Varianten. Daher sind sichere und zuverlässige Steckverbindungen erforderlich, um zum Beispiel eine Reihe von Adaptern mit unterschiedlichsten Netzsteckern an die Elektronik-Box anzuschließen.
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Die Druckschrift
DE 10 2019 114 257 A1 beschreibt ein Verschlusssystem für Steckverbinder zur Verbindung und Verriegelung eines Steckers mit seinem Steckpartner. Dabei ist an einem Steckverbindergehäuse ein Bajonettring vorgesehen, der mit einer Steuerkulisse eines Gegensteckers zusammenwirkt. Ein Federpin greift in die Steuerkulisse ein und stellt in Abhängigkeit von der Bajonettringposition eine Verriegelung her.
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WO 2007/071968 zeigt einen Verbinder, der erste und zweite austauschbare Verbinderelemente umfasst. Das erste Element enthält einen Sockel und das zweite Element enthält einen in den Sockel des ersten Elements einführbaren Zapfen, wobei sich der Zapfen entlang einer Achse erstreckt. Das erste Element trägt ein Element, das radial in den Sockel hineinragt, und das zweite Element definiert mindestens eine entsprechende Nut, um das Element aufzunehmen. Mindestens ein erster Abschnitt der Nut erstreckt sich in einer Richtung quer zur Achse des Zapfens, und ein zweiter Abschnitt der Nut erstreckt sich axial vom ersten Abschnitt weg vom Zapfen.
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WO 2016/132094 A1 beschreibt ein Verbinderpaar, das einen ersten Verbinder mit einem ersten Kontakt und einen zweiten Verbinder mit einem zweiten Kontakt umfasst. Die Verbinder sind für die Befestigung aneinander entlang einer Befestigungsachse konfiguriert. Die Verbinder sind zwischen einer ersten Konfiguration und einer dritten Konfiguration über eine zweite Konfiguration relativ zueinander beweglich. Die Anschlüsse sind in der ersten Konfiguration und in der zweiten Konfiguration aneinander angeschlossen und können nur von der dritten Konfiguration voneinander getrennt werden. Die Kontakte der Anschlüsse berühren sich in der ersten Konfiguration und berühren sich in der zweiten Konfiguration nicht.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Steckverbindung zu schaffen, die zuverlässig und sicher gehalten wird und eine Lichtbogenbildung verhindert. Darüber hinaus soll sie einen einfachen und schnellen Steckvorgang ermöglichen.
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Die Aufgabe wird gelöst durch eine elektrische Steckverbindung, die insbesondere zum Laden von elektrisch betriebenen Fahrzeugen geeignet ist, umfassend: einen ersten Steckpartner, der zum Anstecken an einen zweiten Steckpartner in einer Steckrichtung ausgestaltet ist, wobei der erste Steckpartner einen drehbaren Ring umfasst, an dessen Innenseite mindestens ein radial nach innen gerichtetes Verriegelungselement ausgebildet ist, und der zweite Steckpartner an seinem Außenumfang mindestens eine Führungskulisse zur Führung des Verriegelungselements beim Steckvorgang aufweist, wobei die Führungskulisse einen ersten Abschnitt und einen in Steckrichtung nach dem ersten Abschnitt und seitlich versetzt zu diesem angeordneten zweiten Abschnitt umfasst, die sich beide in der Steckrichtung erstrecken und durch einen Zwischenabschnitt verbunden sind, wobei beim Anstecken und beim Trennen der Steckpartner leistungsführende Kontakte verbunden oder getrennt werden, wenn das Verriegelungselement eine definierte Position in dem ersten Abschnitt passiert, und leistungslose Kontakte zur Übertragung von Signalinformationen verbunden oder getrennt werden, wenn das Verriegelungselement eine definierte Position in dem zweiten Abschnitt passiert.
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Durch die erfindungsgemäße Lösung wird eine zuverlässige Steckverbindung geschaffen, die sicher gehalten wird und eine Lichtbogenbildung sowie Schmauchspuren verhindert. Darüber hinaus ermöglicht sie ein einfaches und benutzerfreundliches Handling. Schmauchspuren werden verhindert. Die Steckverbindung ist insbesondere zertifizierungstauglich.
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Bevorzugt umfasst die Führungskulisse einen dritten Abschnitt, der in Steckrichtung nach dem zweiten Abschnitt angeordnet ist und sich senkrecht zur Steckrichtung erstreckt, um das Verriegelungselement in eine Verriegelungsposition zu führen.
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Vorteilhaft umfasst die elektrische Steckverbindung ein elastisches Element, das beim Steckvorgang eine senkrecht zur Steckrichtung gerichtete Kraft auf das Verriegelungselement in Richtung der Verriegelungsposition ausübt.
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Bevorzugt ist in dem dritten Abschnitt eine konkave Kontur ausgebildet.
Dadurch wird ein unbeabsichtigtes Verschieben des Verriegelungselements aus seiner Verriegelungsposition verhindert. Die konkave Kontur wird beispielsweise durch eine Hinterschneidung gebildet.
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Vorteilhafterweise bildet der zweite Abschnitt der Führungskulisse einen in Steckrichtung verlaufenden Anschlag für das Verriegelungselement beim Lösen aus der Verriegelungsposition.
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Vorteilhafterweise ist der Zwischenabschnitt zur Führung des Verriegelungspins schräg zur Steckrichtung ausgebildet ist.
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Bevorzugt ist in dem Zwischenabschnitt ein senkrecht zur Steckrichtung verlaufender Anschlag für das Verriegelungselements ausgebildet, um das Verriegelungselement beim Trennen der Steckpartner an dem Anschlag zu stoppen und senkrecht zur Steckrichtung zum ersten Abschnitt zu führen.
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Bevorzugt weist der erste Abschnitt der Führungskulisse einen mit einer Fase versehenen Eintrittsabschnitt auf.
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Vorteilhaft ist an dem drehbaren Ring und am zweiten Steckpartner jeweils eine haptische und/oder optische Markierung angeordnet.
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Bevorzugt umfasst die Elektrische Steckverbindung einen Anschlag für den drehbaren Ring, der ein akustisches Signal verursacht, wenn das Verriegelungselement in der Führungskulisse durch eine elastische Vorspannung die Verriegelungsposition erreicht.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Ladesystem für elektrisch betriebene Fahrzeuge geschaffen, das ein Ladegerät und ein daran anschließbares Anschlusskabel umfasst, wobei das Ladegerät einen der beiden Steckpartner und das Anschlusskabel den anderen der beiden Steckpartner der erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbindung umfasst.
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Insbesondere kann die elektrische Steckverbindung an einer Elektronikbox eingesetzt werden, welche z.B. zwischen einem Netzstecker und dem Fahrzeugstecker platziert ist.
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Insbesondere können eine Reihe von Adaptern mit unterschiedlichsten Netzsteckern an das Ladegerät bzw. die Elektronik-Box angeschlossen werden, die einen der beiden Steckpartner aufweisen.
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Dadurch wird ein weltweiter Einsatz des flexiblen Ladegeräts in unterschiedlichsten Märkten mit einer schier endlosen Zahl an Netzstecker-Varianten ermöglicht, ohne jede Variante davon separat entwickeln, zertifizieren und vertreiben zu müssen.
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Insbesondere kann die Elektronik-Box neben dem infrastrukturseitigen Netzstecker an einem Ende und dem Fahrzeugstecker auf der anderen Seite eine dritte Steckverbindung aufweisen, beispielsweise direkt am Ausgang der Elektronik-Box.
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:
- 1 eine elektrische Steckverbindung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in einer schematischen räumlichen Darstellung mit einer Ansicht ihrer Oberseite;
- 2 einen Steckpartner in einer schematischen räumlichen Darstellung;
- 3 und 4 eine Führungskulisse des Steckpartners als schematische Draufsicht; und
- 5 die in 1 gezeigte elektrische Steckverbindung in einer schematischen räumlichen Darstellung mit einer Ansicht ihrer Unterseite.
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In den Figuren sind gleiche oder einander entsprechende Elemente jeweils mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden daher, sofern nicht zweckmäßig, nicht erneut beschrieben. Die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sind sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragbar. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.
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1 zeigt eine elektrische Steckverbindung 10 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die einen ersten Steckpartner 11 und einen zweiten Steckpartner 12 umfasst. Der erste Steckpartner 11 ist zum Anstecken in einer Steckrichtung R an den zweiten Steckpartner 12 ausgebildet. Der erste Steckpartner 11 umfasst einen Ring 13, der drehbar um die Längsachse L des ersten Steckpartners 11 befestigt ist. An der in der Figur nicht sichtbaren Innenseite des Rings 13 sind mehrere radial nach innen gerichtete Verriegelungselemente ausgebildet, die dazu dienen, die beiden Steckpartner 11,12 in ihrer Endposition zu verriegeln, sodass sie in diesem Zustand fest miteinander verbunden sind und relativ zueinander nicht mehr bewegbar sind. Es kann jedoch auch lediglich ein Verriegelungselement vorgesehen sein.
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Beispielsweise kann der zweite Steckpartner 12 am Gehäuse einer Elektronik-Box zum elektrischen Laden eines Kraftfahrzeugs ausgebildet sein bzw. einen Teil davon bilden. Auch kann zum Beispiel der erste Steckpartner 11 als Teil eines Adapters zum Anschluss der Elektronik-Box an die jeweilige Netz-Infrastruktur ausgebildet sein.
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Der drehbare Ring 13 des ersten Steckpartners 11 hat an seiner zylindrischen Außenseite eine als Pfeil ausgebildete, farblich hervorgehobene Markierung 22, die als eine dreidimensionale Struktur geformt ist und auf diese Weise optisch und haptisch wahrnehmbar ist. Dieser gegenüberliegend ist an dem zweiten Steckpartner 12 bzw. am Gehäuse der Elektronik-Box ein weiterer Pfeil oder Richtungspfeil 23 angeordnet, der als Markierung ebenfalls farblich auffällig hervorsticht und als dreidimensionale Struktur geformt ist. Auf diese Weise kann der Benutzer unmittelbar vor dem Zusammenstecken der Steckverbindung 10 sehr leicht und sehr schnell erkennen, wie der erste Steckpartner 11 in Bezug auf den zweiten Steckpartner 12 auszurichten ist.
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Der Pfeil 23 ist in diesem Ausführungsbeispiel an einem zusätzlichen Ring 28 mit der Gegenkontur des Rings 13 ausgebildet. Dieser kann sich zum Beispiel auch am Gehäuse einer Elektronik-Box befinden.
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Zur Führung der ein oder mehreren Verriegelungselemente beim Zusammenstecken der beiden Steckpartner 11,12 weist der zweite Steckpartner 12 einen zylindrischen Bereich 15 auf, an dessen Außenumfang eine oder mehrere Führungskulissen 16 ausgebildet sind (siehe 2).
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Der erste Steckpartner 11 bildet in diesem Ausführungsbeispiel einen weiblichen Stecker und der zweite Steckpartner 12 einen männlichen Stecker der Steckverbindung 10.
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2 zeigt schematisch den zweiten Steckpartner 12 in einer 3-dimensionalen Ansicht. Zur Vereinfachung der Darstellung ist der zusätzliche Ring 28 in der Figur nicht dargestellt
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In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel sind drei Führungskulissen 16 gleichmäßig verteilt am zylindrischen Außenumfang des zweiten Steckpartners 12 angeordnet, d. h. im Abstand von jeweils 120°.
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3 zeigt eine Draufsicht auf die Führungskulisse 16 des zweiten Steckpartners 12 in schematischer Darstellung. Sie ist als Nut ausgebildet, in die das Verriegelungselement eingreift, und weist verschiedene aufeinander folgende Abschnitte A, B, C, D, E, F, G auf, durch die das Verriegelungselement 17 beim Zusammenstecken (Abschnitte A-E) bzw. beim Trennen (Abschnitte F,G) der beiden Steckpartner 11,12 bewegt wird.
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Nachfolgend wird dies am Beispiel nur einer der Führungskulissen 16 beschrieben. Allgemein können in Abhängigkeit von der Anzahl der Verriegelungselemente 15 eine oder mehrere Führungskulissen vorgesehen sein
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Beim Zusammenstecken bzw. -führen durchschreitet das Verriegelungselement 17, das als ein Pin ausgebildet ist, nacheinander verschiedene Positionen in der Führungskulisse 16, die durch die Zahlen 1, 2, 3, 4 gekennzeichnet sind, um in eine Verriegelungsposition 5 zu gelangen. Dabei ist das radial in die Führungskulisse 16 ragende Verriegelungselement bzw. der Pin 17 in der Führungskulisse 16 aufgenommen.
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Die Steckrichtung R kennzeichnet die Bewegung des ersten bzw. weiblichen Steckpartners 11 mit seinem drehbaren Ring 13 und dem daran angeordneten Verriegelungspin 17 relativ zum zweiten bzw. männlichen Steckpartner 11 mit seiner Führungskulisse 16. Die Steckrichtung R ist in Richtung der Längsachse L der beiden Steckpartner 11,12 ausgerichtet.
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Der Abschnitt A der Führungskulisse 16 wird durch eine Fase 21 gebildet, durch die der Verriegelungspins 17 auch bei ungenauer gegenseitiger Positionierung der beiden Steckpartner 11, 12 beim Zusammenstecken leicht in die Führungskulisse 16 eintreten und die ersten mm in die Führungsnut gleiten kann (siehe Position 1).
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Ein sich daran anschließender Abschnitt B der Führungskulisse 16 erstreckt sich in axialer Richtung bzw. in Richtung der Längsachse des ersten Steckpartners 11, sodass der Verriegelungspin 17 in diesem Bereich in axialer Richtung gleitet, d. h. in Steckrichtung R. Dadurch wird vermieden, dass der weibliche Stecker 11 sich im männlichen Stecker 12 verklemmt. Auch kann er eine Dynamik entwickeln, um Gegenkräfte zu überwinden, die durch die Paarung von elektrischen Leistungskontakten der beiden Steckpartner 11, 12 auftreten können. Die durch die leichte Bewegung des Verriegelungspins 17 im Abschnitt B erreichte Dynamik ist darüber hinaus vorteilhaft, um im nachfolgenden Abschnitt C die seitwärts- bzw. Kippbewegung des Verriegelungspins 17 gegen die Kraft einer Feder zu erleichtern, die den drehbaren Ring 13 und somit auch den Verriegelungspin 17 elastisch beaufschlagt.
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Jene Kontakte, die elektrische Leistung übertragen, wie zum Beispiel L1, L2, L3, N, PE, werden verbunden, wenn sich der Verriegelungspin 17 im Abschnitt B befindet und dort die Position 2 erreicht.
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Durch weiteres Zusammenschieben der Steckpartner 11,12 wird der Pin 17 entlang des nachfolgenden Abschnitts C der Führungskulisse 16 geführt. Der Abschnitt C erstreckt sich in einer Richtung schräg bzw. in einem Winkel zur Steckrichtung R, sodass der Pin 17 seitlich bzw. quer zur Steckrichtung R ausgelenkt wird. D. h. er wird an der zylindrischen Oberfläche des zweiten Steckpartners 12 mit einer tangentialen Bewegungskomponente bzw. senkrecht zur axialen Richtung versehen, die eine Drehung des Rings 13 erfordert. Dabei ist die Gegenkraft der Feder zu überwinden, die den drehbaren Ring 13 in seine Ausgangslage spannt und damit den Pin 17 senkrecht zur Steckrichtung R beaufschlagt, das heißt in der Figur nach unten drückt.
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Im Anschluss an den Abschnitt C schließt sich in der Steckrichtung R der Abschnitt D an, der wiederum in axialer Richtung verläuft. Dadurch bewegt sich der Verriegelungspin 17 beim weiteren Zusammenschieben der Steckpartner 11,12 in axialer Richtung bzw. in der Steckrichtung R in der Führungskulisse 16 weiter von Position 3 zu Position 4.
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Sobald die Position 4 gegen Ende von Abschnitt D erreicht wird, werden leistungslose elektrische Kontakte der Steckpartner 11, 12, welche nur Signalinformationen übertragen, verbunden. Dabei ist die Position 4 in axialer Richtung eine möglichst lange Wegstrecke von der Position 2 in Abschnitt B entfernt, wodurch die Zeitdauer T zwischen dem Verbinden oder Trennen der leistungsführenden Kontakte und dem Verbinden oder Trennen der leistungslosen Kontakte möglichst groß ist.
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Erst wenn die leistungslosen Kontakte der Steckpartner 11, 12 miteinander verbunden sind, was beim Erreichen bzw. Überschreiten der Position 4 erfolgt, beginnt eine Elektronik den Strom freizugeben und die Leistungskontakte, die bereits seit Überschreiten der Position 2 gegenseitig verbunden sind, mit hohen Strömen zu beaufschlagen. Die Elektronik ist zum Beispiel Teil einer Elektronik-Box.
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Im umgekehrten Fall des Aussteckens bzw. Trennens der Steckpartner 11, 12 werden zuerst die leistungslosen Signalkontakte getrennt, wenn der Verriegelungspin 17 in umgekehrter Richtung, d.h. entgegengesetzt zur Steckrichtung R, die Position 4 im Abschnitt D überschreitet. Daraufhin werden die Leistungskontakte von der Elektronik schnellstmöglich leistungsfrei geschaltet.
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Durch den langen Weg bzw. den großen Abstand zwischen den Positionen 2 und 4 aufgrund der Geometrie der Führungskulisse 16, und durch die dadurch bewirkte lange Zeitdauer T zwischen dem Zeitpunkt, an dem der Verriegelungspin 17 die Position 4 überschreitet und dem Zeitpunkt, an dem der Verriegelungspin 17 die Position 2 überschreitet, wird sichergestellt, dass die Leistungskontakte vor dem Erreichen der Position 2 in Abschnitt B leistungsfrei geschaltet sind.
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Beim Einsteckvorgang erreicht der Verriegelungspin 17 ausgehend von Position 3 am Anfang des Abschnitts D und nach Überschreiten der Position 4 am Ende des Abschnitts D den in Steckrichtung R anschließend angeordneten Abschnitt E, der sich wiederum senkrecht zur axialen Richtung bzw. in tangentialer Richtung am Außenumfang des zweiten Steckpartners 12 erstreckt.
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Beim Eintreten in den Abschnitt E wird der drehbare Ring 13 des weiblichen Steckers 12 durch die Federkraft über einen relativ großen Drehwinkel zurück in seine Ausgangslage gezwungen. Aufgrund der relativ großen Höhe des Abschnitts C ist die auf den Ring 13 wirkende Federkraft groß genug, dass sie vom Benutzer haptisch erkannt wird und darüber hinaus ein Klickgeräusch erzeugt, wie weiter unten unter Bezugnahme auf 5 beschrieben.
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Der Pin 17 hat nun die Position 5 im Endbereich des Abschnitts E erreicht. Hier befindet sich der Verriegelungspins 17 in seiner Endposition. Das Einstecken ist somit vollständig erfolgt.
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Durch den senkrecht zur axialen Richtung bzw. Steckrichtung R verlaufenden Rand der Führungskulisse in Abschnitt E wird der Verriegelungspins 17 in axialer Richtung an Position 5 gehalten, sodass die Steckpartner 11, 12 zuverlässig aneinander befestigt sind.
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Zwischen der Position 4 am Ende des Abschnitts D und der Position 5 ist im Abschnitt E eine konkave Kontur 18 ausgebildet, die ein unbeabsichtigtes Auseinanderbewegen der beiden Steckpartner 11, 12 verhindert und bewirkt, dass sich die Verbindung nicht unabsichtig lösen kann. Die Kontur 18 ist durch Hinterschneiden des Abschnitts E gebildet,
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Bevorzugt ist ein weiteres elastisches Element vorgesehen, welches bewirkt, dass der Verriegelungspin 17 nach Überschreiten der konkaven Kontur 18 an die innenseitige Wandung des Abschnitts E gedrückt wird. Das weitere elastische Element ist beispielsweise ein Dichtungsring, der zwischen den beiden Steckpartnern an 11,12 angeordnet ist.
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Sowohl beim Eintreten des Verriegelungselements 17 in den Abschnitt E als auch beim Austritt aus dem Abschnitt E kann die konkave Kontur 18 durch ein leichtes manuelles Aneinanderdrücken der Steckpartner 11, 12 entgegen der Kraft des weiteren elastischen Elements überwunden werden.
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Nachfolgend wird anhand von 4 das Trennen der Steckpartner 11,12 beschrieben:
- Dabei muss der Benutzer zunächst den Ring 13 gegen die Federkraft drehen bis der Verriegelungspin 17 ausgehend von Position 5 den sich in radialer Richtung erstreckenden Abschnitt F erreicht, der einen in Steckrichtung R verlaufenden Anschlag 19 für das Verriegelungselement 17 beim Lösen aus der Verriegelungsposition 5 bildet
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Durch das Herausziehen des weiblichen Steckers 11 werden die signalführenden, leistungslosen Kontaktpins der Steckpartner 11, 12 getrennt, wenn der Verriegelungspin 17 bei seiner Bewegung entgegengesetzt zur Steckrichtung R wiederum die Position 4 in der Führungskulisse 16 erreicht bzw. überschreit. Dies bewirkt das Ausschalten der elektrischen Spannung an den leistungsführenden Kontakten.
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Beim weiteren Auseinanderziehen der beiden Steckpartner 11,12 wird der Verriegelungspin 17 des weiblichen Steckpartners 11 durch eine Schulter 20 gestoppt, die sich senkrecht zur Steckrichtung R erstreckt und durch den Abschnitt G der Führungskulisse 16 gebildet wird. Dadurch wird die Zeitdauer T zwischen dem Trennen der Signalkontakte an der Position 4 und dem Trennen der Leistungskontakte an der Position 2 beim Auseinanderstecken maximiert.
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Der Abschnitt G verhindert somit, dass der Stecker in einem Zug entlang Abschnitt F herausgezogen wird. Der Verriegelungspin 17 wird von Abschnitt G aufgehalten, was zu einer Verlängerung der Verweilzeit führt und die Zeitdauer bis zum Trennen der Leistungskontakte noch weiter verlängert. Auf diese Weise wird eine Lichtbogenbildung beim Ausstecken besonders zuverlässig verhindert.
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An der Position 3 beendet der Benutzer seine auf den drehbaren Ring 13 ausgeübte Kraft, sodass dieser durch die auf ihn wirkende Federkraft zurück in seine Ausgangsposition gedreht wird und der Verriegelungspins 17 senkrecht zur Steckrichtung R bewegt wird, wodurch er die Position 2 in Abschnitt B erreicht.
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Wenn beim weiteren Herausziehen des Steckers der Verriegelungspins 17 die Position 2 in Abschnitt B erreicht bzw. überschreitet, werden die leistungsführenden Pins voneinander getrennt, wobei der Power-Off Zustand bereits erreicht ist. Beim weiteren Herausziehen des Steckers erreicht der Verriegelungspin 17 die finale Position 1 und befindet sich somit außerhalb der Führungskontur 16. Die Steckverbindung 10 ist nun getrennt.
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5 zeigt eine Ansicht der Unterseite der Steckverbindung 10. In dem oben beschriebenen zusätzlichen Ring 28 ist eine Öffnung 24 vorgesehen, die zur teilweisen Aufnahme einer länglichen Führungsstruktur 25 dient, welche am Außenumfang des drehbaren Rings 13 radial hervorsteht und sich in axialer Richtung erstreckt. Die Öffnung 25 hat eine Öffnungsweite, die das Einführen der Führungsstruktur 25 in die Öffnung 25 und somit das Anstecken des Steckpartners 11 erlaubt.
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An einer Seite der Öffnung 24 hat der zusätzliche Ring 28 eine Fase 26, die eine Gegenkontur zu einer Fase 27 der Führungsstruktur 25 bildet und dieser beim Einfügen der Führungsstruktur 25 in die Öffnung 24 gegenüber liegt. Dies erleichtert den Steckvorgang.
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An der anderen Seite der Öffnung bildet der zusätzliche Ring 28 einen Anschlag 23 für die Führungsstruktur 25 des drehbaren Rings 13. Dadurch wird ein hörbares Klickgeräusch erzeugt, wenn die Führungsstruktur 25 aufgrund der auf den drehbaren Ring 13 wirkenden Federkraft und der Freigabe des Verriegelungspins 17 beim Erreichen des Abschnitts E (siehe 3) an den Anschlag 23 schlägt.
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Durch die Erfindung werden insbesondere folgende Vorteile erzielt:
- Das Ausstecken unter Last wird zuverlässig verhindert. Dadurch kann keine Lichtbogenbildung entstehen. Die Steckverbindung ist dadurch sehr sicher im Betrieb und lange haltbar. Dies wird durch die starke Vergrößerung des Zeitraums zwischen dem Kontaktieren oder Trennen der Leistungskontakte und der Signalkontakte erreicht.
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Zur Verlängerung des Zeitraums zum leistungsfrei Schalten der Leistungskontakte wird die Höhe von Abschnitt C so groß wie möglich gestaltet. Die Höhe von Abschnitt C, das heißt der seitliche Versatz zwischen Abschnitt B und Abschnitt D, kann zum Beispiel größer als die Länge von Abschnitt B sein. Sie beträgt bevorzugt mehr als das 1,3 fache und besonders bevorzugt mehr als das 2 fache der Länge von Abschnitt B.
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Die Länge von Abschnitt B der Führungskulisse 16 ist zu Gunsten der Länge von Abschnitt D auf ein Minimum reduziert. Das heißt, Abschnitt D ist länger als Abschnitt B. Abschnitt D ist bevorzugt mindestens 10 % länger als Abschnitt B, besonders bevorzugt mindestens 30% länger.
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Eine weitere Verlängerung der Zeit zum leistungsfrei Schalten wird durch das Aufhalten des Verriegelungspins 17 am Abschnitt G beim Ziehen des Steckers erzielt.
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Durch die Höhe des Abschnitts C werden neben dem verlängerten Zeitraum zum leistungsfrei Schalten noch weitere Vorteile erzielt: Zum einen wird die für den Kunden sichtbare Verdrehung des sogenannten Auto-Log-Verschlusses wahrnehmbar. Zum anderen wird die Rückstellkraft der Federn größer, so dass der drehbare Ring 13 des weiblichen Steckers 11 am Ende des Steckvorgang akustisch wahrnehmbar gegen einen Anschlag schnellt und dadurch ein hörbares Geräusch verursacht.
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Dadurch erhält der Benutzer eine optische und akustische Rückmeldung, dass der Steckvorgang korrekt erfolgt ist. Der Steckvorgang ist dadurch besonders kundenfreundlich. Hinzu kommt, dass die für ein schnelles und erfolgreiches Einstecken erforderliche Orientierung der beiden Steckerteile deutlich ersichtlich ist. Hierdurch führt selbst eine etwas ungenaue Positionierung der beiden Stecker dennoch zu einem schnellen, erfolgreichen Einstecken.
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Dies wird zusätzlich noch dadurch erleichtert, dass Abschnitt A der Führungskulisse 16 mit einer Fase versehen ist. Dadurch müssen die beiden Steckerteile 11, 12 nicht extrem präzise zusammengeführt werden, und es werden größere Abweichungen von der idealen Position erlaubt. Vorteilhaft sind auch weitere Kanten und insbesondere alle zum Stecken relevante Kanten mit einer Fase versehen, was in den Figuren nicht dargestellt ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1-5
- Pin-Positionen
- 10
- Steckverbindung
- 11
- erster Steckpartner
- 12
- zweiter Steckpartner
- 13
- drehbarer Ring
- 15
- zylindrischer Bereich
- 16
- Führungskulisse
- 17
- Verriegelungselement / Pin
- 18
- konkave Kontur
- 19
- Anschlag
- 20
- Schulter
- 21
- Fase
- 22, 23
- Markierung
- 24
- Öffnung
- 25
- Führungsstruktur
- 26, 27
- Fase
- 28
- zusätzlicher Ring
- A-G
- Abschnitte
- L
- Längsachse / axiale Richtung
- R
- Steckrichtung
- T
- Zeit
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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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- DE 102019114257 A1 [0005]
- WO 2007/071968 [0006]
- WO 2016/132094 A1 [0007]
