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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verbindungselement für ein Versorgungskabel zum elektrischen Verbinden eines Fahrzeugs mit einer Energieversorgungseinrichtung. Bei dem Fahrzeug handelt es sich bevorzugt um ein Elektro- oder Hybridfahrzeug (z.B. Autos, Lastkraftwagen, Kraftfahrräder, eBikes, Boote, Fluggeräte, etc., ohne auf diese Beispiele beschränkt zu sein), so dass das Versorgungskabel insbesondere ein Ladekabel ist. Bei dem Verbindungselement kann es sich z.B. um einen Ladestecker handeln, der Leistungen von z.B. wenigstens 0,5 kW oder wenigstens 1 kW übertragen kann, wobei es sich auch um ein Element für eine drahtlose Energieübertragung handeln kann.
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Aus dem Stand der Technik sind Ladekabel bekannt, mit denen Elektrofahrzeuge oder Hybridfahrzeuge mit einer Ladeeinrichtung verbunden werden können. Hierbei sind insbesondere zwei Fälle zu unterscheiden, zum einen der Fall der Verbindung mit einer Haushaltssteckdose und zum anderen der Fall der Verbindung einer dedizierten Ladeinfrastruktur. Im Falle der Verbindung mit einer Haushaltssteckdose benötigt das Ladekabel beispielsweise einen Schuko-Steckkontakt oder einen anderen an die regionale Ausgestaltung der Haushaltssteckdosen angepassten Steckkontakt. Dahingegen wird ein, üblicherweise standardisierter, Steckverbinder benötigt, um eine Verbindung mit der dedizierten Ladeinfrastruktur, beispielsweise einer Wallbox oder einer Ladesäule, herzustellen. Hierbei kann es sich beispielsweise um einen sogenannten Typ2-Stecker handeln.
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Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass für diese unterschiedlichen Situationen entweder unterschiedliche Ladekabel bereitgestellt werden oder alternativ ein Ladekabel eine Kupplung aufweist, an die verschiedene Endstücke angebracht werden können, um die unterschiedlichen Ladesituationen zu erreichen, z.B. ein Endstück bzw. ein Verbindungselement, welches z.B. als Schuko-Steckkontakt ausgebildet ist und ein davon separates Endstück bzw. Verbindungselement, welches z.B. als Typ2-Stecker ausgebildet ist. Somit ist für verschiedene Ladesituationen bzw. verschiedene Gegenanschlüsse der Energieversorgungseinrichtungen je ein eigenes Endstück bzw. ein eigenes Verbindungselement vorzusehen bzw. mitzuführen, wodurch wertvoller Platz z.B. in einem Kofferraum eines Fahrzeugs benötigt wird. In anderen Ladesituationen kann es vorkommen, dass die Gegenanschlüsse der Energieversorgungseinrichtungen nicht immer in einer für das Endstück bzw. das Verbbindungsstück günstigen Position angebracht sind. So kann in einigen Fällen ein Verbindungsstück vorteilhaft geeignet sein, bei dem der Kabelabgang ungefähr geradlinig zur Steckrichtung erfolgt. In anderen Situationen kann es dagegen vorteilhaft sein, ein Verbindungsstück zu verwenden, bei dem der Kabelabgang ungefähr rechtwinklig zur Steckrichtung erfolgt, z.B., wenn wenig Platz zwischen Gegenanschluss und Fahrzeug vorhanden ist, z.B. in einer engen Garage. In dieser Konstellation wäre z.B. einmal ein Schuko-Verbindungselement mit geradem Kabelabgang und ein anderes Mal ein Schuko-Verbindungselement mit rechtwinkligem Kabelabgang vorteilhaft (analog kann dies z.B. auch für Typ2-Stecker gelten).
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Aus der nachveröffentlichten
DE 10 2021 203 362 A1 ist ein derartiges Ladekabel bekannt, an das verschiedene Verbindungselemente angeschlossen werden können.
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Offenbarung der Erfindung
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Das erfindungsgemäße Verbindungselement ist dazu vorgesehen, verschiedene Ladesituationen abzubilden und weist daher zwei Anschlüsse auf, die jeweils eine Verbindung mit einem Gegenanschluss einer
Energieversorgungseinrichtung ermöglichen. Somit ist insbesondere vermieden, dass ein Benutzer zwei bzw. mehrere Ladekabel mitführen muss oder alternativ ein Ladekabel jeweils umkonfigurieren muss, um verschiedene Ladesituationen abbilden zu können.
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Das Verbindungselement für ein Versorgungskabel zum elektrischen Verbinden eines Fahrzeugs mit einer Energieversorgungseinrichtung weist einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss auf. Der erste Anschluss und der zweite Anschluss dienen zum elektrischen Verbinden entlang einer ersten Einsteckrichtung (erster Anschluss) bzw. entlang einer zweiten Einsteckrichtung (zweiter Anschluss) mit der Energieversorgungseinrichtung. Die elektrische Verbindung kann z.B. mit einem Gegenanschluss der Energieversorgungseinrichtung erfolgen. Insbesondere kann es sich dabei z.B. um verschiedene Arten bzw. Typen der elektrischen Verbindung handeln (z.B. Schuko-Steckverbindung oder Typ2-Steckverbindung). Es kann sich jedoch auch um gleichartige Gegenanschlüsse handeln, bei deren Verbindung jedoch eine unterschiedliche Kabelabführung am Verbindungselement jeweils vorteilhaft sein kann (z.B. ungefähr geradlinig oder z.B. gewinkelt, z.B. ungefähr 45° oder ungefähr 60° oder ungefähr rechtwinklig). Außerdem weist das Verbindungselement eine Schnittstelle auf, die zur elektrischen Verbindung mit dem Versorgungskabel oder dem Fahrzeug dient.
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Das Verbindungselement kann daher elektrisch mit einem Versorgungskabel verbunden werden, wobei das Versorgungskabel eine entsprechende Kupplung zur Verbindung mit der Schnittstelle aufweisen muss. Das Versorgungskabel ist in diesem Fall zum elektrischen Kontaktieren des Fahrzeugs vorgesehen, aber insbesondere nicht Teil der vorliegenden Erfindung. Alternativ oder zusätzlich kann das Verbindungselement mit der Schnittstelle ausgebildet sein, das Fahrzeug direkt zu kontaktieren. In diesem Fall weist das Verbindungselement alle Elemente des Versorgungskabels auf, insbesondere die Verbindungsmöglichkeit mit dem Fahrzeug, beispielsweise über einen Typ2-Stecker, sowie gegebenenfalls vorgesehene elektronische Komponenten wie einen Laderegler. Das Verbindungselement weist in diesem Fall auch eine Verbindungsleitung auf. Die Verbindungsleitung kann zwischen dem energieversorgungsseitigen Verbindungselement und dem fahrzeugseitigen Verbindungselement vorgesehen sein. Aus den beiden Verbindungselementen und der Versorgungsleitungen ist dann ein Ladekabel bzw. ein Versorgungskabel gebildet. Es versteht sich, dass das Ladekabel bzw. Versorgungskabel weitere Elemente (wie z.B. elektrische oder elektronische Komponenten und/oder Kupplungselemente oder dergleichen) aufweisen kann.
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Das Verbindungselement weist weiterhin zumindest ein zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position verlagerbares Schaltelement auf. Es ist vorgesehen, dass die Verlagerung des Schaltelements in die erste Position durch ein Verbinden des ersten Anschlusses mit der Energieversorgungseinrichtung bewirkbar ist. Diese Verbindung ist lediglich beispielhaft mit dem Gegenanschluss der Energieversorgungseinrichtung bewirkbar. Außerdem ist vorgesehen, dass die Verlagerung des Schaltelements in die zweite Position durch ein Verbinden des zweiten Anschlusses der Energieversorgungseinrichtung bewirkbar ist. Diese Verbindung ist lediglich beispielhaft mit dem Gegenanschluss der Energieversorgungseinrichtung bewirkbar. In der ersten Position stellt das Schaltelement eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten Anschluss und der Schnittstelle her. In der ersten Position ist außerdem vorgesehen, dass das Schaltelement eine elektrische Verbindung zwischen dem zweiten Anschluss und der Schnittstelle unterbricht oder unterbrochen lässt. Letzterer Fall („unterbrochen lässt“) tritt insbesondere dann ein, wenn in vorteilhafter Weise eine Neutralstellung zwischen der ersten Position und der zweiten Position vorgesehen ist, wobei in der Neutralstellung eine elektrische Verbindung zwischen Schnittstelle und erstem Anschluss sowie zwischen Schnittstelle und zweitem Anschluss unterbrochen ist. Wird das Schaltelement von besagter Neutralstellung in die erste Position verlagert, so bleibt die elektrische Verbindung zwischen Schnittstelle und zweitem Anschluss unterbrochen.
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In der zweiten Position stellt das Schaltelement eine elektrische Verbindung zwischen dem zweiten Anschluss und der Schnittstelle her und unterbricht eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten Anschluss und der Schnittstelle oder lässt diese elektrische Verbindung unterbrochen. Somit bleibt in letzterem Fall („unterbrochen lässt“) analog zu dem zuvor beschriebenen Fall der ersten Position auch in der zweiten Position eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten Anschluss und der Schnittstelle unterbrochen, wenn das Schaltelement zuvor in einer Neutralstellung war, in der bereits eine Unterbrechung zwischen Schnittstelle und erstem Anschluss erfolgt ist. Das Verbindungselement bietet somit vorteilhaft in einem einzigen Element und damit vorteilhaft als kompaktes und handliches Element die Möglichkeit, über zwei - insbesondere separate - Anschlüsse eine Verbindung mit der Energieversorgungseinrichtung bzw. verschiedenen Energieversorgungseinrichtungen herzustellen. Insbesondere kann nicht mit beiden Anschlüssen gleichzeitig eine elektrische Verbindung zu einer Energieversorgungseinrichtung bzw. zu verschiedenen Energieversorgungseinrichtungen hergestellt werden.
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Durch das Schaltelement ist sichergestellt, dass nur der jeweils verwendete Anschluss eine elektrische Verbindung mit der Schnittstelle aufweist, so dass der nicht mit der Energieversorgungseinrichtung verbundene Anschluss spannungsfrei geschaltet ist. Ein Umschalten der elektrischen Verbindung von der Schnittstelle mit dem ersten Anschluss oder dem zweiten Anschluss erfolgt besonders vorteilhaft rein mechanisch, dennoch aber selbstständig bei Verbindung des entsprechenden Anschlusses mit dem Gegenanschluss der Energieversorgungseinrichtung. Insbesondere ist keine Elektronik und/oder kein Aktuator notwendig, um besagtes Verlagern des Schaltelements zwischen der ersten Position und der zweiten Position zu bewirken. Aufgrund des Verbindens entweder des ersten Anschlusses oder des zweiten Anschlusses mit der Schnittstelle ist insbesondere jederzeit sichergestellt, dass keine elektrische Spannungen führenden Komponenten an einer Außenseite des Verbindungselements vorhanden sind bzw. für Menschen zugänglich sind, wodurch vorteilhaft in besonders einfacher und sicherer Weise die Gefahr eines elektrischen Schlags für einen Benutzer vermieden ist.
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Die Unteransprüche haben bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass der erste Anschluss zum elektrischen Verbinden mit einem ersten Gegenanschluss eingerichtet ist. Der zweite Anschluss ist vorteilhafterweise zum elektrischen Verbinden mit einem zweiten Gegenanschluss eingerichtet, wobei sich der zweite Gegenanschluss von dem ersten Gegenanschluss unterscheidet. Ein Unterschied kann z.B. gegeben sein in der Anzahl der elektrischen Phasenleiter und/oder in einem Steckertyp und/oder in der Anordnung und/oder Ausgestaltung von Energieübertragungsmitteln von erstem Gegenanschluss und zweitem Gegenanschluss. Bei dem ersten Anschluss handelt es sich beispielsweise um einen Stecker für eine Haushaltssteckdose, wie insbesondere eine Schuko-Steckdose oder eine sonstige nach regionalen Normen oder Gewohnheiten ausgebildete Steckdose. Bei dem ersten Gegenanschluss handelt es sich somit um eine Schuko-Steckdose oder um eine sonstige Steckdose. Es kann sich auch um eine Drehstromsteckdose handeln. Der erste Anschluss dient somit insbesondere zu einer elektrischen Verbindung mit einer Energieversorgungseinrichtung, die permanent eine elektrische Spannung liefert, und insbesondere im Haushalt üblicherweise verwendet wird. Bei dem zweiten Anschluss handelt es sich beispielsweise um einen Typ2-Anschluss, wobei der erste Gegenanschluss z.B. eine dedizierte Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge oder Hybridfahrzeuge darstellt. Bei dem zweiten Gegenanschluss kann es sich beispielsweise um einen Gegenanschluss einer Ladesäule oder einer Wallbox handeln.
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Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass das Verbindungselement ein Gehäuse aufweist. Der erste Anschluss und der zweite Anschluss sind vorteilhafterweise an dem Gehäuse angeordnet, insbesondere befestigt. Insbesondere können der erste Anschluss und der zweite Anschluss z.B. an unterschiedlichen Bereichen des Gehäuses angeordnet sein, so dass zur wahlweisen Verbindung von erstem Anschluss oder zweitem Anschluss mit der Energieversorgungseinrichtung das Gehäuse in unterschiedlichen Orientierungen zu handhaben ist. Dies kann z.B. einen unterschiedlichen Winkel des Kabelabgangs bzw. Leitungsabgangs in Bezug auf die erste Steckrichtung bzw. die zweite Steckrichtung bedeuten. Besonders vorteilhaft ist außerdem vorgesehen, dass das Schaltelement in dem Gehäuse angeordnet ist, insbesondere vollständig vom Gehäuse umschlossen ist, und durch das Gehäuse vor Umwelteinflüssen geschützt ist. Der Schalter ist somit vor einer Umgebung abgeschirmt, wobei das Gehäuse bevorzugt einen Schutz vor Staub und/oder Wasser bietet. Beispielsweise kann das Gehäuse gemäß der Schutzklappe IP66 ausgebildet sein oder sogar vollständig wasserdicht ausgestaltet sein. Insbesondere ist außerdem vermieden, dass ein von einem Bediener am Gehäuse zu betätigender Druckknopf oder eine andere manuelle Betätigungsvorrichtung zum Verlagern des Schaltelements zwischen der ersten Position und der zweiten Position notwendig ist. Auf diese Weise ist wiederum vermieden, dass die Gefahr von Undichtigkeiten an dem Gehäuse auftreten.
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Der erste Anschluss ist besonders vorteilhaft räumlich im Wesentlichen feststehend zu dem zweiten Anschluss an dem Gehäuse angeordnet. Dabei schließen der erste Anschluss und der zweite Anschluss insbesondere einen Winkel in einem Bereich zwischen 30° und 120° zwischen sich ein. Dieser Winkel bezieht sich vorteilhafterweise auf die jeweiligen Einsteckrichtungen bzw. Steckrichtungen des ersten Anschlusses und des zweiten Anschlusses. Somit ist ein festes Gehäuse vorgesehen, an dem die beiden Anschlüsse fest angeordnet sind. Eine Relativbewegung zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss ist vorteilhafterweise vermieden. Das Gehäuse ist somit entsprechend der jeweiligen Einsteckrichtung bzw. Steckrichtung in die Energieversorgungseinrichtung einzustecken bzw. auf die Energieversorgungseinrichtung aufzustecken, um entweder den ersten Anschluss oder den zweiten Anschluss mit der Energieversorgungseinrichtung zu verbinden. Dadurch ist das Verbindungselement vorteilhaft einfach und sicher handhabbar und kompakt ausgebildet, wobei in einem mit der Energieversorgungseinrichtung verbundenen Zustand keine losen Teile des Verbindungselements vorhanden sind, wie dies beispielsweise bei separaten Gehäusen für den ersten Anschluss und den zweiten Anschluss der Fall wäre oder bei relativ zueinander beweglich ausgebildeten Anschlüssen.
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Bevorzugt ist in dem ersten Anschluss zumindest ein erstes Betätigungsmittel zugeordnet. Dem zweiten Anschluss ist bevorzugt zumindest ein zweites Betätigungsmittel zugeordnet. Dabei ist vorgesehen, dass das erste Betätigungsmittel ausgebildet ist, bei Verbindung des ersten Anschlusses mit dem Gegenanschluss der Energieversorgungseinrichtung betätigt zu werden. Das erste Betätigungsmittel dient dann vorteilhafterweise zum Verlagern des Schaltelements in die erste Position. Das zweite Betätigungsmittel ist vorteilhafterweise ausgebildet, bei Verbindung des zweiten Anschlusses mit dem Gegenanschluss der Energieversorgungseinrichtung betätigt zu werden. Auf diese Weise dient das zweite Betätigungsmittel dazu, das Schaltelement in die zweite Position zu verlagern. Somit ist auf einfache Art und Weise zuverlässig erreicht, dass eine Verbindung des ersten Anschlusses mit dem Gegenanschluss der Energieversorgungseinrichtung zu einer Verlagerung des Schaltelements in die erste Position führt. Ebenso ist auf einfache Art und Weise zuverlässig ermöglicht, dass die Verbindung von zweitem Anschluss und Gegenanschluss der Energieversorgungseinrichtung zu einer Verlagerung des Schaltelements in die zweite Position führt. Dadurch lässt sich der jeweilige Anschluss dann mit der Schnittstelle des Verbindungselements elektrisch verbinden, wenn der jeweilige Anschluss mit der Energieversorgungseinrichtung verbunden ist. Besonders vorteilhaft erfolgt dies rein mechanisch durch das erste Betätigungsmittel sowie das zweite Betätigungsmittel, wobei die jeweiligen Betätigungsmittel bei der Verbindung der jeweiligen Anschlüsse mit dem Gegenanschluss der Energieversorgungseinrichtung betätigt werden. Vorteilhaft erfolgt die Verlagerung des Schaltelements in die korrekte Position somit zum einen ohne, dass dafür ein separater, z.B. elektrischer, Aktuator oder die manuelle Betätigung eines Schalters oder dergleichen notwendig ist. Zum anderen wird vorteilhaft die richtige elektrische Verschaltung beim Verbindungsvorgang des Verbindungselements mit dem Gegenanschluss automatisch während des Verbindungsvorgangs bewirkt. Eine Fehlbedienung bzw. fehlerhafte Verschaltung ist somit vorteilhaft verhindert. Dadurch wird vorteilhaft die Sicherheit des Verbindungselements erhöht.
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Eine Verlagerung des Schaltelements in die erste Position durch das erste Betätigungsmittel ist besonders vorteilhaft verhindert, wenn das Schaltelement sich in der zweiten Position befindet. Ebenso ist bevorzugt vorgesehen, dass eine Verlagerung des Schaltelements durch das zweite Betätigungsmittel in die zweite Position verhindert ist, wenn das Schaltelement sich in der ersten Position befindet. Somit kann eine versehentliche oder absichtliche Betätigung desjenigen Betätigungsmittels, das demjenigen Anschluss zugeordnet ist, der aktuell nicht mit dem Gegenanschluss verbunden ist, nicht zu einer Verlagerung des Schaltelements führen. Damit ist vermieden, dass eine elektrische Verbindung zwischen der Schnittstelle und demjenigen Anschluss, der mit dem Gegenanschluss der Energieversorgungseinrichtung elektrisch verbunden ist, unabsichtlich oder absichtlich getrennt werden kann. Vielmehr ist zum Verlagern des Schaltelements zunächst der Anschluss von dem Gegenanschluss der Energieversorgungseinrichtung zu trennen, um anschließend eine erneute Verlagerung des Schaltelements zu ermöglichen. Weiterhin wird dadurch vorteilhaft die Sicherheit erhöht, da es nicht möglich ist, den nicht mit der Energieversorgungseinrichtung verbundenen Anschluss mit elektrischer Spannung zu beaufschlagen. Es besteht somit vorteilhaft keine Gefahr, mit spannungsführenden Teilen des Verbindungselements in Berührung zu kommen.
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In einer beispielhaften und nicht wesentlichen Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Schaltelement in dem Verbindungselement verlagerbar angeordnet ist. Dabei kann das Schaltelement z.B. vollständig im Inneren des Verbindungselements bzw. eines Gehäuses des Verbindungselements angeordnet sein, z.B. von allen Seiten umschlossen. Es kann z.B. elastisch reversibel verlagerbar sein. Beispielsweise kann es verkippbar, verschwenkbar, oder verdrehbar sein, insbesondere elastisch reversibel und/oder selbstrückstellend. Dazu kann das Schaltelement lediglich beispielsweise gelagert sein oder festgeklemmt sein oder eingeklemmt sein oder auf sonstige Weise in dem Verbindungselement angeordnet sein. Es kann im Verbindungselement insbesondere auch befestigt sein. Es kann in dem Verbindungselement lediglich beispielsweise an einem Drehpunkt drehbar angeordnet oder gelagert sein. Es kann z.B. vorgesehen sein, dass das Schaltelement eine erste Flanke, eine zweite Flanke, eine dritte Flanke und eine vierte Flanke aufweist, die jeweils zueinander gewinkelt angeordnet sind. Unter einer gewinkelten Anordnung ist insbesondere zu verstehen, dass die jeweiligen Flanken nicht parallel zueinander orientiert sind. Das Schaltelement kann dabei lediglich beispielsweise und nicht als wesentliche Eigenschaft eine Neutralstellung aufweisen, die weder der ersten Position noch der zweiten Position entspricht. In einer solchen Neutralstellung des Schaltelements ist eine elektrische Verbindung zwischen der Schnittstelle und sowohl dem ersten Anschluss als auch dem zweiten Anschluss unterbrochen. Weiterhin ist vorgesehen, dass in einer solchen Neutralstellung des Schaltelements sowohl ein Kontaktieren der ersten Flanke durch das erste Betätigungsmittel zum Verlagern des Schaltelements in eine erste Richtung zum Erreichen der ersten Position als auch ein Kontaktieren der zweiten Flanke durch das zweite Betätigungsmittel zum Verlagern des Schaltelements in eine zur ersten Richtung verschiedene, lediglich beispielhaft eine zur ersten Richtung entgegengesetzte, zweite Richtung zum Erreichen der zweiten Position ermöglicht ist. Das Verlagern des Schaltelements in die erste Richtung und in die zweite Richtung kann lediglich beispielhaft durch ein Rotieren oder Verschwenken oder Verkippen erfolgen. Insbesondere ist auch eine translatorische Verschiebung zum Verlagern des Schaltelements möglich. Bei der ersten und/oder der zweiten Richtung handelt es sich somit beispielsweise um eine translatorische Richtung, um eine Schwenkrichtung und/oder um eine Drehrichtung. In der ersten Position des Schaltelements lässt sich das zweite Betätigungsmittel nur an die vierte Flanke anlegen bzw. ist nur an die vierte Flanke anlegbar, was zur Verlagerung des Schaltelements in die erste Richtung führt. In der zweiten Position des Schaltelements lässt sich das erste Betätigungsmittel nur an die dritte Flanke anlegen, was zur Verlagerung des Schaltelements in die zweite Richtung führt. Auf diese Weise ist verhindert, dass sich das Schaltelement aus der ersten Position heraus bewegen lässt, indem das zweite Betätigungsmittel betätigt wird. Ebenso ist vermieden, dass sich das Schaltelement aus der zweiten Position herausbewegen lässt, indem das erste Betätigungsmittel betätigt wird. Befindet sich das Schaltelement in der ersten Position, so ist insbesondere die dritte Flanke an ein elektrisch leitfähiges Element des ersten Anschlusses angelegt. Befindet sich das Schaltelement in der zweiten Position, so ist insbesondere die vierte Flanke an ein elektrisch leitfähiges Element des zweiten Anschlusses angelegt. Die jeweiligen Flanken sind insbesondere elektrisch leitend ausgebildet, so dass durch das Anlegen der jeweiligen Flanken an die elektrisch leitfähigen Elemente des ersten Anschlusses oder zweiten Anschlusses zu einer elektrischen Verbindung zwischen dem jeweiligen Anschluss und dem Schaltelement führt. Das Schaltelement ist besonders vorteilhaft elektrisch mit der Schnittstelle gekoppelt, so dass durch die Verlagerung des Schaltelements die elektrische Verbindung zwischen dem ersten Anschluss und der Schnittstelle oder dem zweiten Anschluss und der Schnittstelle hergestellt wird. Die dritte Flanke und die vierte Flanke weisen besonders vorteilhaft Prägepunkte auf, die zum Anlegen an die jeweiligen elektrisch leitfähigen Elemente des ersten Anschlusses und des zweiten Anschlusses dienen. Über die Prägepunkte lässt sich ein definierter elektrischer Kontakt herstellen, so dass besagter elektrischer Kontakt sicher und zuverlässig etabliert wird, wenn das Schaltelement in die erste Position oder die zweite Position verlagert ist.
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Dadurch ist vorteilhaft auch eine bewusste Manipulation bzw. Fehlbedienung verhindert. Sollte also versucht werden, wenn sich das Schaltelement in der ersten Position befindet und dadurch mit dem ersten Anschluss elektrisch leitend verbunden ist, das Schaltelement mittels des zweiten Betätigungselements mit dem zweiten Anschluss elektrisch zu verbinden, so schlägt dieser Versuch fehl. Denn das zweite Betätigungselement bewirkt in dieser ersten Position des Schaltelements, dass das Schaltelement noch weiter in Richtung des ersten Anschlusses gedrückt bzw. verlagert wird. Das Schaltelement würde somit in einem solchen Manipulationsfall sogar in der ersten Position stabilisiert. Dies gilt in analoger Weise, falls sich das Schaltelement in der zweiten Position befindet, hier mit dem zweiten Anschluss elektrisch verbunden ist und das erste Betätigungselement betätigt wird. Dann wird das Schaltelement noch weiter in Richtung des zweiten Anschlusses gedrückt. Vorteilhaft wird somit also die Sicherheit erhöht.
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Es versteht sich, dass auch andere Ausführungsformen des Schaltelements möglich sind, um den genannten Effekt zu erreichen. Beispielsweise könnte das Schaltelement auch lediglich drei Flanken aufweisen, die in der Art eines Dreiecks miteinander verbunden sind. Dieses Dreieck könnte dann z.B. einen stielartigen Fortsatz aufweisen, durch den die Verlagerbarkeit des Dreiecks gewährleistet ist oder zwei Flanken des Dreiecks können über einer Basisflanke verschwenkt werden.
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Auch eine Ausführungsform mit lediglich zwei Flanken ist denkbar.
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Vorteilhafterweise ist außerdem vorgesehen, dass die erste Flanke und die zweite Flanke relativ zueinander V-förmig ausgebildet sind. Bevorzugt kann z.B. außerdem vorgesehen sein, dass die dritte Flanke und die vierte Flanke relativ zueinander v-förmig ausgebildet sind. Die erste Flanke und die zweite Flanke sind vorteilhafterweise innerhalb des von der dritten Flanke und der vierten Flanke umschlossenen Raums angeordnet. Auf diese Weise kann z.B. eine Art M-Form oder W-Form ausgebildet, wobei jede der Flanken einem Schenkel der M-Form oder W-Form entspricht. Dadurch ist insbesondere die zuvor beschriebene Funktionalität einfach und aufwandsarm realisiert, dass eine Verlagerung des Schaltelements durch das erste Betätigungsmittel bzw. Betätigungselement in die erste Position und durch das zweite Betätigungsmittel bzw. Betätigungselement in die zweite Position ermöglicht ist, ein Herausverlagern des Schaltelements aus der ersten Position durch Betätigung des zweiten Betätigungsmittels sowie ein Herausverlagern des Schaltelements aus der zweiten Position durch Betätigung des ersten Betätigungsmittels vermieden ist.
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Im Falles einer Ausführungsform mit lediglich drei Flanken kann das Schaltelement in der Form des großen griechischen Buchstaben Delta ausgeführt sein. Hier kann z.B. vorgesehen sein, dass das erste Betätigungsmittel auf eine der beiden von der Dreiecksbasis abragenden Flanken drückt und diese Flanke dann zusammen mit der zweiten von der Basis abragenden Flanke verkippt (somit würden sich in diesem Beispiel die Winkel innerhalb des Dreiecks ändern). Wird nun das zweite Betätigungsmittel betätigt, so kann dieses nicht die zweite Flanke mechanisch kontaktieren, da diese mit der ersten Flanke verkippt wurde. Das zweite Betätigungsmittel erreicht in dieser ersten Position des Schaltelements auch nur noch die erste Flanke.
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Im Falle einer Ausführungsform mit lediglich zwei Flanken kann das Schaltelement in der Form eines V oder eines U ausgeführt sein. In diesem Fall kann z.B. das erste Betätigungsmittel zur Verlagerung in die erste Position auf eine Innenseite eines der beiden Schenkel drücken. Wird nun das zweite Betätigungsmittel betätigt, so kann dieses z.B. nur noch auf die Außenseite des anderen Schenkels drücken und auf diese Weise das Schaltelement noch weiter in Richtung der ersten Position verlagern.
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Jedes Betätigungsmittel ist vorteilhafterweise als federbelasteter Stift ausgebildet. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass jedes Betätigungsmittel durch Verbinden des ersten Anschlusses mit dem Gegenanschluss und/oder des zweiten Anschlusses mit dem Gegenanschluss gegen eine Federrückstellkraft verlagerbar ist. Wird der erste Anschluss mit dem Gegenanschluss verbunden, so wird das erste Betätigungsmittel gegenüber einer Federrückstellkraft verlagert, um das Schaltelement in die erste Position zu verlagern. Wird der zweite Anschluss mit dem Gegenanschluss verbunden, so wird das zweite Betätigungsmittel gegen eine Federrückstellkraft verlagert, um das Schaltelement in die zweite Position zu verlagern. Erfolgt keinerlei Verbindung des jeweiligen Anschlusses mit dem Gegenanschluss, so stellt die Federrückstellkraft das Betätigungsmittel für eine erneute Betätigung zurück. Dadurch wird vorteilhaft bewirkt, dass die Betätigungsmittel automatisch bei Lösen einer Verbindung des Verbindungselements von der Energieversorgungseinrichtung stets in eine Ausgangsstellung zurückkehren. Das Schaltelement wird in einem solchen Zustand vorteilhaft nicht betätigt.
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Dabei kann vorgesehen sein, um vorteilhafterweise die Dichtheit des Verbindungselements zu verbessern, dass die Federrückstellkraft durch eine Feder, z.B. eine Druckfeder oder eine Blattfeder, etc. erzeugt wird. Diese Feder kann dabei an einem ihrer Lagerpunkte an einem z.B. axial wirkenden Dichtelement des Verbindungselements abgestützt sein bzw. indirekt über eine Schulter bzw. einen Federsitz des Betätigungsmittels an dem Dichtmittel abgestützt sein. Auf diese Weise kann sie mittelbar oder unmittelbar das Dichtelement komprimieren und so die Dichtwirkung erhöhen. Damit hat die Feder dann eine Doppelfunktion: einerseits wird das Betätigungsmittel nach Ausstecken des Verbindungselements aus dem Gegenanschluss wieder in seine ursprüngliche Stellung zurückgeführt. Zum anderen verbessert die Feder die Dichtheit des Verbindungselements gegen von außen eindringende flüssige oder gasförmige Medien, sowie gegen Schmutz oder Dreck.
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Der erste Anschluss ist vorteilhafterweise entlang der ersten Einsteckrichtung mit der Energieversorgungseinrichtung zusammensteckbar. Der zweite Anschluss ist bevorzugt entlang der zweiten Einsteckrichtung mit der Energieversorgungseinrichtung zusammensteckbar. Dabei ist vorgesehen, dass jedes Betätigungsmittel entgegen der ersten Einsteckrichtung oder entgegen der zweiten Einsteckrichtung verlagerbar ist. So ist das wenigstens eine erste Betätigungsmittel entgegen der ersten Einsteckrichtung betätigbar. Das wenigstens eine zweite Betätigungsmittel ist entgegen der zweiten Einsteckrichtung betätigbar. Insbesondere zusammen mit dem zuvor beschriebenen Gehäuse ergibt sich somit die bevorzugte Ausgestaltung, dass jedes Betätigungsmittel in das Gehäuse hineindrückbar ist, wenn der zugehörige Anschluss mit dem Gegenanschluss der Energieversorgungseinrichtung verbunden wird. Auf diese Weise ist ein einfaches und aufwandsarmes, gleichzeitig aber zuverlässiges mechanisches Betätigen des Schaltelements erreichbar, so dass das Schaltelement zuverlässig in diejenige Position umschaltbar ist, die zur elektrischen Verbindung des jeweiligen Anschlusses mit der Schnittstelle notwendig ist.
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Es versteht sich, dass auch andere Ausführungsformen denkbar sind. Beispielsweise kann zumindest eines der Betätigungsmittel z.B. quer zur Einsteckrichtung verlagert werden, wenn der zugeordnete Anschluss mit der Energieversorgungseinrichtung verbunden wird. Innerhalb des Verbindungselements kann dann das Schaltelement direkt oder über eine Richtungsumlenkung, z.B. über eine Hebelkonstruktion, dieses Betätigungsmittels betätigt werden.
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Der erste Anschluss und der zweite Anschluss sind vorteilhafterweise ohne Verbindung zu der elektrischen Energieversorgungseinrichtung von der Schnittstelle elektrisch getrennt. Das Schaltelement befindet sich in diesem Fall beispielsweise in der Neutralstellung. Somit ist keinerlei elektrische Verbindung mit der Schnittstelle vorgesehen, wodurch die jeweiligen Anschlüsse des Verbindungselements vollständig spannungsfrei sind. Damit ist eine erhöhte Sicherheit des Verbindungselements gegeben.
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Das Verbindungselement ist vorteilhafterweise derart ausgebildet, dass der erste Anschluss mehrere erste Energieübertragungsmittel und der zweite Anschluss mehrere zweite Energieübertragungsmittel aufweist. Eine elektrische Verbindung von zumindest einem ersten Energieübertragungsmittel sowie von zumindest einem zweiten Energieübertragungsmittel mit der Schnittstelle ist durch das Schaltelement herstellbar und unterbrechbar. Somit ist nicht zwangsläufig jedes der Energieübertragungsmittel von der Schnittstelle zu trennen. In gängigen Varianten zur Energieübertragung ist beispielsweise ein Leiter üblicherweise geerdet, so dass eine Berührung mit diesem Leiter gefahrlos möglich ist. In diesem Fall lässt sich auf ein Verbinden und Trennen dieses Energieübertragungsmittels mit der Schnittstelle verzichten. Somit ist eine einfache und kostengünstige und robuste Ausgestaltung des Verbindungselements vorteilhaft erreichbar. In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung hingegen sind alle Energieübertragungsmittel von der Schnittstelle trennbar und mit der Schnittstelle verbindbar.
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Die ersten Energieübertragungsmittel und die zweiten Energieübertragungsmittel weisen vorteilhafterweise jeweils zumindest einen Phasenleiter sowie einen Nullleiter auf. In einer bevorzugten Ausgestaltung können mehrere Phasenleiter, beispielsweise drei Phasenleiter, vorgesehen sein. Es ist insbesondere jeweils ein eigenes Schaltelement vorgesehen, um wahlweise in einem Zustand, in dem der erste Anschluss mit dem Gegenanschluss verbunden ist, sowohl den zumindest einen Phasenleiter als auch den Nullleiter der ersten Übertragungsmittel mit der Schnittstelle zu verbinden oder in einem Zustand, in dem der zweite Anschluss mit dem Gegenanschluss verbunden ist, sowohl den zumindest einen Phasenleiter als auch den Nullleiter der zweiten Übertragungsmittel mit der Schnittstelle zu verbinden. Sowohl für den ersten Anschluss als auch den zweiten Anschluss ist dabei besonders vorteilhaft vorgesehen, dass zusätzlich zu dem zumindest einen Phasenleiter und dem Nullleiter auch eine Schutzerde vorhanden ist, wobei die Schutzerde beispielsweise permanent mit der Schnittstelle elektrisch verbunden sein kann. Alle Schaltelemente zum Umschalten der jeweiligen Energieübertragungsmittel sind dabei bevorzugt über ein einziges erstes Betätigungsmittel sowie ein einziges zweites Betätigungsmittel verlagerbar, insbesondere jeweils in dieselbe Position. Somit ist insbesondere auch dann nur ein einziges Betätigungsmittel pro Anschluss vorgesehen, wenn mehrere Schaltelemente zu verlagern sind. Dies vereinfacht den äußeren Aufbau des Verbindungselements, da nur ein einziges Betätigungsmittel pro Anschluss an einer Außenseite des Verbindungselements vorhanden sein muss. Dies vereinfacht vorteilhaft eine Abdichtung eines Innenraums des Verbindungselements. Weiterhin kann dadurch vorteilhaft die Komplexität des Aufbaus des Verbindungselements durch weniger bewegliche Teile verringert und die Lebensdauer erhöht werden. Dennoch ist ein zuverlässiger Betrieb des Verbindungselements sichergestellt, da durch das einzige erste Betätigungsmittel sowie das einzige zweite Betätigungsmittel alle Schaltelement sicher und zuverlässig zwischen der ersten Position und der zweiten Position verlagerbar sind.
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Bevorzugt ist weiterhin vorgesehen, dass das Schaltelement, insbesondere ständig, elektrisch mit der Schnittstelle verbunden ist. Sind mehrere Schaltelemente vorhanden, so ist vorgesehen, dass jedes Schaltelement, insbesondere ständig, elektrisch mit der Schnittstelle verbunden ist. Das bzw. jedes Schaltelement ist wahlweise mit zumindest einem der ersten Energieübertragungsmittel verbindbar ist, um eine elektrische Verbindung des ersten Anschlusses (4) mit der Schnittstelle (6, 7) herzustellen oder mit zumindest einem der zweiten Energieübertragungsmittel verbindbar, um eine elektrische Verbindung von erstem Anschluss und zweiten Anschluss mit der Schnittstelle herzustellen.
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Die Schnittstelle ist vorteilhafterweise als Kupplung zur Verbindung mit einer Verbindungsleitung des Versorgungskabels bzw. Ladekabels ausgebildet. In diesem Fall ist vorgesehen, dass die Verbindungsleitung und gegebenenfalls ein an ihr angeschlossenes weiteres Verbindungselement (fahrzeugseitiger Verbinder) die elektrische Verbindung zu dem Fahrzeug herstellt. Alternativ ist vorgesehen, dass die Schnittstelle zur Verbindung mit einem fahrzeugseitigen Verbinder ausgebildet ist. In diesem Fall ist insbesondere vorgesehen, dass das Verbindungselement bereits die Verbindungsleitung umfasst, wobei die Schnittstelle an einem Ende der Verbindungsleitung angebracht ist. Somit kann an die Schnittstelle ein fahrzeugseitiger Verbinder angebracht werden, um eine Verbindung mit dem Fahrzeug herzustellen. Schließlich ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass die Schnittstelle als fahrzeugseitiger Verbinder ausgebildet ist, um eine Verbindung mit dem Fahrzeug herzustellen. In diesem Fall sind alle Komponenten des Versorgungskabels bzw. des Ladekabels in dem Verbindungselement realisiert.
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Besonders vorteilhaft weist das Verbindungselement einen Haltehaken auf, der zum Zusammenwirken mit einem Gegenhalter ausgebildet ist, wenn der erste Anschluss mit dem ersten Gegenanschluss elektrisch verbunden ist. Da der erste Gegenanschluss insbesondere eine Steckdose an einer Wand ist, ist auch der Gegenhalter vorteilhafterweise an besagter Wand anzubringen. Durch den Haltehaken und den Gegenhalter ist ermöglicht, eine mechanische Belastung aufgrund des Eigengewichts des Verbindungselements und/oder des Versorgungskabels nicht allein über die Verbindung zwischen erstem Anschluss und erstem Gegenanschluss aufzunehmen, sondern vielmehr zumindest teilweise über den Haltehaken und den Gegenhalter. Somit kann eine zur elektrischen Verbindung notwendige mechanische Verbindung zwischen erstem Anschluss und erstem Gegenanschluss entlastet werden, wodurch einerseits eine sichere und zuverlässige elektrische und/oder mechanische Verbindung zwischen erstem Anschluss und erstem Gegenanschluss erreicht ist, zum anderen die Lebensdauer des Verbindungselements und/oder der Energieversorgungseinrichtung bzw. von deren Gegenanschluss erhöht ist.
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Die zuvor beschriebenen Betätigungsmittel, d.h., das erste Betätigungsmittel und das zweite Betätigungsmittel, sind vorteilhafterweise aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt. Alternativ oder zusätzlich sind die Betätigungsmittel elektrisch isolierend beschichtet. Somit ist vermieden, dass durch die Betätigungsmittel elektrische Spannungen führenden Komponenten des Verbindungselements nach außen zugänglich sind, beispielsweise aus einem Gehäuse des Verbindungselements herausgeführt sind. Ein Kontakt mit den Betätigungsmitteln ist für einen Benutzer daher unbedenklich. Gleichzeitig ermöglicht die elektrisch isolierende Ausgestaltung der Betätigungsmittel, dass das Schaltelement durch die Betätigungsmittel gefahrlos verlagerbar ist. Das Schaltelement selbst kann z.B. ein spannungsführendes Teil sein. Das Schaltelement kann z.B. aus einem elektrisch gut leitenden Material, z.B. einem Metall gestaltet sein oder zumindest elektrisch gut leitende Teile aufweisen. Eine Gestaltung aus einem Metall oder einem Blech ermöglicht neben einer guten elektrischen Leitfähigkeit auch eine einfache Gestaltung als elastisch reversibel verlagerbares bzw. selbstrückstellendes Element.
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Es kann ein Versorgungskabel zur Versorgung eines Fahrzeugs mit elektrischer Energie oder zur Entnahme von elektrischer Energie aus dem Fahrzeug vorgesehen sein. Das Versorgungskabel kann dabei aufweisen: ein Verbindungselement wie oben beschrieben zur Verbindung mit einer Energieversorgungseinrichtung, eine Verbindungsleitung bzw. eine Versorgungsleitung, die z.B. eine Kupplung aufweist, ein weiteres Verbindungselement bzw. einen Verbinder zur lösbaren elektrischen Verbindung mit einem Fahrzeug, insbesondere mit einem Energiespeicher des Fahrzeugs.
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Es kann auch vorgesehen sein, dass das Verbindungselement wie oben beschrieben eine Versorgungsleitung bzw. Verbindungsleitung (mit oder ohne wenigstens eine Kupplung) aufweist sowie ein weiteres Verbindungselement bzw. einen Verbinder zur lösbaren elektrischen Verbindung mit einem Fahrzeug, insbesondere mit einem Energiespeicher des Fahrzeugs, aufweist. Dieses System kann dann auch als Verbindungskabel bezeichnet werden.
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Figurenliste
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:
- 1 eine schematische Abbildung eines Fahrzeugs, das durch ein Versorgungskabel mit einem Verbindungselement gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung an eine Energieversorgungseinrichtung anschließbar ist,
- 2 eine schematische Ansicht des Verbindungselements gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer ersten Verwendungssituation,
- 3 eine schematische Ansicht des Verbindungselements gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer zweiten Verwendungssituation,
- 4 eine weitere schematische Ansicht des Verbindungselements gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
- 5 eine erste schematische Detailansicht des Verbindungselements gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
- 6 eine zweite schematische Detailansicht des Verbindungselements gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
- 7 eine dritte schematische Detailansicht des Verbindungselements gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
- 8 eine vierte schematische Detailansicht des Verbindungselements gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Ausführungsformen der Erfindung
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1 zeigt schematisch ein Versorgungskabel 16 mit einem Verbindungselement 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Versorgungskabel 16 weist einen fahrzeugseitigen Verbinder 7 auf, der mit einem Fahrzeug 2, insbesondere einem Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug (z.B. Autos, Lastkraftwagen, Kraftfahrräder, eBikes, Boote, Fluggeräte, etc., ohne auf diese Beispiele beschränkt zu sein), elektrisch verbindbar ist. Weiterhin weist das Versorgungskabel 16 eine Versorgungsleitung 8 auf, die elektrisch mit dem fahrzeugseitigen Verbinder 7 gekoppelt ist. Schließlich ist das Verbindungselement 1 vorgesehen, das ebenfalls mit der Versorgungsleitung 8 gekoppelt ist. Das Verbindungselement 1 dient zur elektrischen Verbindung mit einer Energieversorgungseinrichtung 3. Ist das Verbindungselement 1 mit einer Energieversorgungseinrichtung 3 elektrisch verbunden und ist der fahrzeugseitige Verbinder 7 elektrisch mit einem Fahrzeug 2 verbunden, so ist ein Laden des Fahrzeugs 2, d.h. eines Energiespeichers des Fahrzeugs 2, ermöglicht. Es versteht sich, dass grundsätzlich auch ein Entladen aus dem Fahrzeug 2 heraus möglich ist, so dass dann Strom vom Fahrzeug 2 in Richtung des Verbindungselements 1 fließt. Im dem Fall, dass jedoch das Fahrzeug 2 mit Strom aus der Energieversorgungseinrichtung 3 versorgt wird kann umgangssprachlich das Versorgungskabel 16 als Ladekabel bezeichnet werden und das Verbindungselement 1 als Ladestecker.
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Der Ladevorgang des Fahrzeugs 2 kann auf unterschiedlichen Typen von Energieversorgungseinrichtungen 3 basieren. So ist beispielsweise der Fall möglich, dass mittels einer Haushaltssteckdose, beispielsweise einer Schuko-Steckdose, geladen wird oder an einer Drehstromsteckdose. Ebenso ist der Fall möglich, das mittels einer dedizierten Ladeinfrastruktur, beispielsweise einer Wallbox oder einer Ladesäule, geladen wird, wozu üblicherweise eine Typ2-Steckverbindung vorgesehen ist. Es gibt auch viele weitere Lademöglichkeiten bzw. Steckertypen, die Verwendung finden können. Alle diese unterschiedlichen Arten von Energieversorgungseinrichtungen 3 benötigen unterschiedliche Stecker bzw. Steckertypen an dem Verbindungselement 1, um eine elektrische Verbindung herzustellen. Es ist daher vorgesehen, dass das Verbindungselement 1 einen ersten Anschluss 4 und einen zweiten Anschluss 5 aufweist. In den beschriebenen und in den nachfolgenden Figuren gezeigten Ausführungsbeispielen handelt es sich - lediglich beispielhaft - bei dem ersten Anschluss 4 um einen Schuko-Steckverbinder und bei dem zweiten Anschluss 5 um einen Typ2-Steckverbinder. Es sind aber auch andere Ausgestaltungen des ersten Anschlusses 4 und des zweiten Anschlusses 5 möglich.
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Die 2 und 3 zeigen schematisch das Verbindungselement 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung in jeweils unterschiedlichen Ladesituationen. In 2 wird der erste Anschluss 4 z.B. zum Laden verwendet und ist daher mit einer Energieversorgungseinrichtung 3 elektrisch verbunden. Es ist jedoch grundsätzlich auch eine Entladesituation, d.h. eine Stromentnahme aus dem Fahrzeug 2 denkbar. In 3 ist der zweite Anschluss 5 elektrisch mit einer Energieversorgungseinrichtung 3 verbunden und dient somit zum Laden des Fahrzeugs 2. Es ist jedoch grundsätzlich auch eine Entladesituation, d.h. eine Stromentnahme aus dem Fahrzeug 2 denkbar. Der erste Anschluss 4 dient zur Verbindung mit einem ersten Gegenanschluss 3a einer Energieversorgungseinrichtung 3. Der zweite Anschluss 5 dient zur Verbindung mit einem zweiten Gegenanschluss 3b einer (gegebenenfalls anderen) Energieversorgungseinrichtung 3, wobei in diesem Ausführungsbeispiel lediglich beispielhaft der erste Anschluss 4 und der zweite Anschluss 5 unterschiedlich voneinander sind. Wie zuvor beschrieben ist im gezeigten Beispiel der erste Anschluss 4 ein Schuko-Stecker, während der zweite Anschluss 5 ein Typ2-Stecker ist. Es ist jedoch auch denkbar, dass z.B. beide Anschlüsse 4, 5 als Schuko-Stecker oder beide als Typ2-Stecker, etc. ausgeführt sind.
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Das Verbindungselement 1 weist ein Gehäuse 17 auf, wobei der erste Anschluss 4 und der zweite Anschluss 5 an dem Gehäuse 17 angeordnet sind. Insbesondere stehen der erste Anschluss 4 und der zweite Anschluss 5 hier beispielhaft in fester räumlicher Relation zueinander. Der erste Anschluss 4 ist entlang einer ersten Einsteckrichtung 100 (bezogen auf das Verbindungselement 1) mit dem ersten Gegenanschluss 3a einer Energieversorgungseinrichtung 3 zu verbinden, während der zweite Anschluss 5 entlang einer zweiten Einsteckrichtung 200 mit dem zweiten Gegenanschluss 3b einer (gegebenenfalls anderen) Energieversorgungseinrichtung 3 zu verbinden ist, der sich vom Typ her gegebenenfalls von dem Typ des ersten Gegenanschlusses 3a unterscheidet. Bei zwei gleichartigen Anschlüssen 4, 5 (z.B. zwei Schuko-Steckern) kann es sich beim ersten und zweiten Gegenanschluss 3a, 3b um denselben Gegenanschluss, also z.B. um dieselbe Schuko-Steckdose handeln. Die erste Einsteckrichtung 100 und die zweite Einsteckrichtung 200 sind dabei in dem gezeigten Beispiel senkrecht zueinander orientiert. Im Allgemeinen ist es vorteilhaft, wenn der erste Anschluss 4 und der zweite Anschluss 5 derart an dem Gehäuse 17 angeordnet sind, dass die erste Einsteckrichtung 100 und die zweite Einsteckrichtung 200 einen Winkel zueinander einschließen, der im Bereich zwischen 30° und 120° liegt. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist außerdem vorgesehen, dass das Verbindungselement 1 eine - hier aus Darstellungsgründen lediglich schematisch dargestellte - Kupplung 6 als Schnittstelle aufweist, um mit der Verbindungsleitung 8 elektrisch gekoppelt zu werden. Auch hier sind alternative Ausgestaltungen möglich, wie beispielsweise der Verzicht auf die Kupplung 6 und eine direkte, nicht (einfach) lösbare Anbindung der Versorgungsleitung 8 an das Verbindungselement 1.
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In dem in 2 gezeigten Fall ist der erste Anschluss 4 elektrisch mit der Energieversorgungseinrichtung 3 verbunden. Wie zuvor beschrieben, ist der erste Anschluss 4 in dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein Schuko-Stecker, so dass der erste Gegenanschluss 3a eine Schuko-Steckdose ist. Um eine mechanische Belastung der Verbindung zwischen dem ersten Anschluss 4 und dem ersten Gegenanschluss 3a zu reduzieren, ist in diesem Ausführungsbeispiel an dem Verbindungselement 1, insbesondere an dem Gehäuse 17, eine Haltestruktur ausgebildet, hier als ein Haltehaken 18. Die Haltestruktur, hier der Haltehaken 18, ist derart ausgebildet, dass sie mit einer Gegenhaltestruktur, hier mit einem Gegenhalter 19, zusammenwirkt, wenn der erste Anschluss 4 mit dem ersten Gegenanschluss 3a einer Energieversorgungseinrichtung 3 verbunden ist. Die Gegenhaltestruktur, hier der Gegenhalter 19, kann dazu beispielsweise an derselben Wand oder Decke angebracht sein, an der auch die Energieversorgungseinrichtung 3 ausgebildet ist. Durch das Zusammenwirken von Haltestruktur und Gegenhaltestruktur, hier: Haltehaken 18 und Gegenhalter 19, lässt sich ein Eigengewicht des Verbindungselements 1 und ggf. der daran angebrachten Versorgungsleitung 8 aufnehmen und ableiten, so dass die mechanische Belastung der Verbindung zwischen erstem Anschluss 4 und Gegenanschluss 3a der Energieversorgungseinrichtung 3 minimiert ist. Dies erhöht die Lebensdauer von Verbindungselement 1 und Gegenanschluss 3a und verbessert auch die Stromübertragung bzw. verringert den Kontaktwiderstand, da stets eine sichere und gute elektrische und mechanische Verbindung zwischen erstem Anschluss 4 und Gegenanschluss 3a gewährleistet ist, auch wenn der erste Anschluss 4 und der erste Gegenanschluss 3a nicht besonders dafür eingerichtet sind, größere mechanische Kräfte aufzunehmen.
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Wie insbesondere in 4 gezeigt ist, weisen sowohl der erste Anschluss 4 als auch der zweite Anschluss 5 mehrere Energieübertragungsmittel 4a, 5a auf. So ist hier beispielsweise vorgesehen, dass der erste Anschluss zwei erste Energieübertragungsmittel 4a aufweist. Die ersten Energieübertragungsmittel 4a unterteilen sich in diesem Beispiel in ein solches erstes Energieübertragungsmittel 4a, das als Phasenleiter L1 ausgebildet ist, und in ein solches erstes Energieübertragungsmittel 4a, das als Nullleiter N ausgebildet ist. Somit ist hier beispielsweise ein einphasiges Laden ermöglicht. Der zweite Anschluss 5 weist vier zweite Energieübertragungsmittel 5a auf, so dass ein dreiphasiges Laden ermöglicht ist. Hier sind ein zweites Energieübertragungsmittel 5a als Nullleiter und ein zweites Energieübertragungsmittel 5a als erster Phasenleiter L1, ein zweites Energieübertragungsmittel 5a als zweiter Phasenleiter L2 und ein zweites Energieübertragungsmittel 5a als dritter Phasenleiter L3 ausgebildet. Außerdem ist an dem zweiten Anschluss 5 vorteilhafterweise eine erste Kommunikationsleitung K1 sowie eine zweite Kommunikationsleitung K2 vorgesehen, die hier nicht weiter beschrieben werden. Besonders vorteilhaft sind außerdem an dem ersten Anschluss 4 und an dem zweiten Anschluss 5 jeweils eine Schutzerde PE ausgebildet. Die Schutzerde PE wird hier ebenfalls nicht weiter beschrieben und kann beispielsweise permanent mit der Kupplung 6 elektrisch verbunden sein.
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Um zu vermeiden, dass an demjenigen Anschluss 4, 5 der aktuell nicht mit einer Energieversorgungseinrichtung 3 verbunden ist, eine elektrische Spannung anliegt, erfolgt insbesondere ein Umschalten zwischen einer elektrischen Verbindung der in diesem Ausführungsbeispiel als Schnittstelle fungierenden Kupplung 6 mit dem ersten Anschluss 4 und einer elektrischen Verbindung der Kupplung 6 mit dem zweiten Anschluss 5. Dieses Umschalten erfolgt derart, dass nur derjenige Anschluss 4, 5 mit der Kupplung 6 elektrisch verbunden ist, der auch mit der Energieversorgungseinrichtung 3 elektrisch gekoppelt ist. Um festzustellen, welcher Anschluss 4, 5 mit der Energieversorgungseinrichtung 3 verbunden ist, sind hier beispielhaft (mechanische) Betätigungsmittel 9a, 9b vorgesehen. Dem ersten Anschluss 4 ist hier beispielhaft ein erstes Betätigungsmittel 9a zugeordnet. Dem zweiten Anschluss 5 kann darüber hinaus, wie hier beispielhaft dargestellt, ein zweites Betätigungsmittel 9b zugeordnet sein. Die beiden Betätigungsmittel 9a, 9b sind insbesondere federbelastete Stifte, die sich entgegen der jeweiligen Einsteckrichtung 100, 200 in das Gehäuse 17 hineindrücken lassen, wobei dies gegen eine Rückstellkraft einer Feder erfolgt (siehe hierzu auch 5). Wird der erste Anschluss 4 mit dem ersten Gegenanschluss 3a einer Energieversorgungseinrichtung 3 verbunden, so bedingt diese Verbindung ein Betätigen des ersten Betätigungsmittels 9a. Diese Betätigung erfolgt, indem das als federbelasteter Stift ausgebildete erste Betätigungsmittel 9a durch das Einstecken des ersten Anschlusses 4 entlang der ersten Einsteckeinrichtung 100 hier beispielhaft entgegen der ersten Einsteckrichtung 100 in das Gehäuse 17 gedrückt wird. Analog gilt für das zweite Betätigungsmittel 9b, dass beim Einstecken des zweiten Anschlusses 5 in den zugehörigen zweiten Gegenanschluss 3b einer (ggf. anderen) Energieversorgungseinrichtung 3 entlang der zweiten Einsteckrichtung 200 ein Eindrücken des als federbelasteten Stift ausgebildeten zweiten Betätigungsmittels 9b hier beispielhaft entgegen der zweiten Einsteckrichtung 200 in das Gehäuse 17 erfolgt.
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Somit kann anhand einer Betätigung der jeweiligen Betätigungsmittel 9a, 9b erkannt werden, welcher Anschluss 4, 5 mit dem entsprechenden Gegenanschluss 3a, 3b einer Energieversorgungseinrichtung 3 gekoppelt ist. Die Details zu einem daraus resultierenden elektrischen Umschaltvorgang für die hier lediglich beispielhaft dargestellte Ausführungsform sind in den 5 bis 7 dargestellt. Dabei ist in dieser Ausführungsform besonders vorteilhaft, dass das Umschalten zwischen erstem Anschluss 4 und zweitem Anschluss 5 selbstständig erfolgt, so dass ein Benutzer des Versorgungskabels 10 bzw. des Verbindungselements 1 keinerlei Einstellungen vornehmen muss. Vielmehr ist ausreichend, lediglich den passenden Anschluss 4, 5 mit dem entsprechenden Gegenanschluss 3a, 3b einer Energieversorgungseinrichtung 3 zu verbinden. Das entsprechende Umschalten zum elektrischen Verbinden des korrekten Anschlusses 4, 5 mit der hier als Schnittstelle fungierenden Kupplung 6 des Verbindungselements 1 erfolgt hier - lediglich beispielhaft - insbesondere rein mechanisch und ohne die Verwendung zusätzlicher Aktoren oder Steuerlogiken. Es versteht sich, dass selbstverständlich auch Ausführungsformen denkbar sind, bei denen eine Umschaltung durch z.B. elektrisch oder magnetisch betätigte Aktuatoren oder durch Halbleiterelemente oder dergleichen im Verbindungselement 1 erfolgt.
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Die 5, 6 und 7 zeigen verschiedene Detailansichten des Verbindungselements 1. Insbesondere zeigen diese Figuren ein Schaltelement 10 des Verbindungselements 1, wobei das Schaltelement 10 innerhalb des Gehäuses 17 des Verbindungselements 1 angeordnet ist. Das Gehäuse 17 dient dadurch in vorteilhafter Weise zum Schutz des Schaltelements 10 vor Umwelteinflüssen, insbesondere vor Staub, Schmutz und/oder flüssigen oder gasförmigen Medien wie z.B. Wasser. Das Gehäuse 17 erlaubt insbesondere eine hohe Dichtheit, so dass ein zuverlässiger Schutz des Schaltelements 10 erreicht ist.
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Das Schaltelement 10 ist zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position verlagerbar. In den 5, 6 und 7 ist hierzu beispielhaft vorgesehen, dass das Schaltelement 10 an einem Drehpunkt 11 drehbar gelagert ist, so dass es sich bei besagter Verlagerung insbesondere um eine Rotation des Schaltelements 10 handelt. Andere Bewegungsarten wie eine Translation oder eine kombinierte Rotation und Translation sind ebenfalls möglich. Es kann vorgesehen sein, dass das Schaltelement elastisch reversibel verlagerbar ist.
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Das Schaltelement 10 ist, wie insbesondere in den 5 und 6 gezeigt, zwischen der ersten Position und der zweiten Position verlagerbar, um wahlweise eine elektrische Kontaktierung des Schaltelements 10 mit einem der ersten Energieübertragungsmittel 4a oder einem der zweiten Energieübertragungsmittel 5a herzustellen. Es ist anzumerken, dass die 5 und 6 schematische Querschnitte zeigen, in denen lediglich jeweils ein erstes Energieübertragungsmittel 4a bzw. ein zweites Energieübertragungsmittel 5a dargestellt ist. Außerdem lässt sich das Schaltelement 10 in eine Neutralstellung überführen bzw. kann sich z.B. ohne Kraftbeaufschlagung durch eines der Betätigungsmittel 9a, 9b selbst in diese zurückstellen. In der Neutralstellung ist eine elektrische Verbindung zwischen dem Schaltelement 10 und sowohl dem ersten Energieübertragungsmittel 4a als auch dem zweiten Energieübertragungsmittel 5a unterbrochen. Die entsprechende Verlagerung des Schaltelements wird durch das erste Betätigungsmittel 9a und das zweite Betätigungsmittel 9b erreicht, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass eine Ruhestellung des Schaltelements 10, d.h., eine Position ohne äußere Einwirkungen durch die Betätigungsmittel 9a, 9b, die Neutralstellung ist.
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Das Schaltelement 10 weist in der hier dargestellten, lediglich beispielhaften Ausführungsform, eine erste Flanke 12, eine zweite Flanke 13, eine dritte Flanke 14 und eine vierte Flanke 15 auf. Alle diese Flanken 12, 13, 14, 15 sind jeweils zueinander gewinkelt angeordnet, um somit nicht parallel zueinander ausgerichtet zu sein. Die Flanken 12, 13, 14, 15 bilden auf diese Weise hier die Form eines M oder eines W. Wie in den 5 bis 7 gezeigt ist, ist die erste Flanke 12 anschließend an die zweite Flanke 13 und anschließend an die dritte Flanke 14 ausgebildet. Die zweite Flanke 13 ist anschließend an die erste Flanke 12 und anschließend an die vierte Flanke 15 ausgebildet. Die dritte Flanke 14 und die vierte Flanke 15 bilden somit insbesondere einen umschlossenen Raum, innerhalb dessen die erste Flanke 12 und die zweite Flanke 13 angeordnet sind. Die erste Flanke 12 und die zweite Flanke 13 sind relativ zueinander V-förmig ausgebildet. Außerdem ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass die erste Flanke 12 und die dritte Flanke 14 relativ zueinander V-förmig ausgebildet sind. Schließlich ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass die zweite Flanke 13 und die vierte Flanke 15 relativ zueinander V-förmig ausgebildet sind. Durch diese Ausgestaltung lässt sich vorteilhafterweise die folgende Funktionalität erreichen, die auch durch andere, hier nicht dargestellte Formen mit z.B. ebenfalls vier oder mehr Flanken oder mit drei Flanken (z.B. Dreiecksform) oder zwei Flanken (z.B. V-Form) auch erzielbar ist, je nach Ausrichtung der Betätigungsmittel 9a, 9b relativ zu dem Schaltelement 10.
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Darüber hinaus kann das Schaltelement 10 elastisch reversibel ausgeführt sein, um beispielsweise Einbau- und Montagetoleranzen ausgleichen zu können. Alternativ oder zusätzlich können die z.B. M-, W-, V-förmigen oder dreieckförmigen Geometrien bzw. die Flanken 12, 13, 14, 15 elastisch ausgeführt sein, um beispielsweise Einbau- und Montagetoleranzen ausgleichen zu können.
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Wird das erste Betätigungsmittel 9a betätigt, d.h., wird das stiftförmige erste Betätigungsmittel 9a in das Gehäuse 17 des Verbindungselements 1 hineingedrückt, so drückt das erste Betätigungsmittel 9a auf die erste Flanke 12. Ein Winkel zwischen der Bewegungsrichtung des ersten Betätigungsmittels 9a und der ersten Flanke 12 ist in der Neutralstellung des Schaltelements 10 insbesondere derart ausgebildet, dass durch das Einwirken des ersten Betätigungsmittels 9a auf die erste Flanke 12 eine Verlagerung des Schaltelements 10 in die erste Position erfolgt (in 5 und 6 nach rechts oben in eine erste Richtung 300 verschwenkend). In dieser ersten Position liegt die dritte Flanke 14 an einem elektrisch leitfähigen Bereich des ersten Übertragungsmittels 4a an. Hierzu weist die dritte Flanke 14 in dieser Ausführungsform beispielhaft wenigstens eine geprägte Struktur, hier als Prägepunkt 20 ausgebildet, auf. Dieser Prägepunkt 20 dient zum sicheren und zuverlässigen Kontaktieren des ersten Energieübertragungsmittels 4a an einer definierten Stelle mit ausreichender Kontaktkraft, um eine zuverlässige elektrische Verbindung zwischen dem Schaltelement 10 und dem ersten Energieübertragungsmittel 4a herzustellen.
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Analog gilt dasselbe für das zweite Betätigungsmittel 9b und eine Verlagerung des Schaltelements 10 in die zweite Position. Wird das stiftförmige zweite Betätigungsmittel 9b in das Gehäuse 17 hineingedrückt, so wirkt das zweite Betätigungsmittel 9b mit der zweiten Flanke 13 zusammen. Durch das Einwirken des zweiten Betätigungsmittel 9b auf die zweite Flanke 13 erfolgt eine Verlagerung des Schaltelements 10 in die zweite Position (in 5 und 6 nach links unten in eine zweite Richtung 400 verschwenkend, die von der ersten Richtung 300 verschieden und hier zu dieser entgegengesetzt ist), in der die vierte Flanke 15 eine elektrische Verbindung mit dem zweiten Energieübertragungsmittel 5a herstellt. Hierzu ist in diesem Ausführungsbeispiel wiederum wenigstens eine Prägestruktur, hier: ein Prägepunkt 20, auf der vierten Flanke 15 vorgesehen. Somit erfolgt eine sichere und zuverlässige Kontaktierung zwischen dem Schaltelement 10 und dem zweiten Energieübertragungsmittel 5a. Das Schaltelement 10 bzw. die vier Flanken 12, 13, 14, 15 kann / können in einer besonders kostengünstigen und einfach herstellbaren Ausführungsform z.B. als ein Stanzbiegeteil hergestellt sein. Das Schaltelement 10 kann aus einem Metallblech hergestellt sein.
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In den 5 und 6 ist beispielhaft zusätzlich zu der Neutralstellung des Schaltelements 10 außerdem die zweite Position des Schaltelements 10 dargestellt. Befindet sich das Schaltelement 10 in der zweiten Position, weil das zweite Betätigungsmittel 9b in das Gehäuse 17 gedrückt wurde, so kann eine Verlagerung des Schaltelements 10 aus dieser zweiten Position heraus nur dadurch erfolgen, dass das Einwirken des zweiten Betätigungsmittels 9b auf die zweite Flanke 13 beendet wird. Wirkt das zweite Betätigungsmittel 9b auf die zweite Flanke 13, so erfolgt ein Verlagern des Schaltelements 10 entlang der zweiten Richtung 400 bis zu der zweiten Position, in der das Schaltelement 10 das zweite Energieübertragungsmittel 5a elektrisch kontaktiert. Selbiges gilt analog für das Betätigen des ersten Betätigungsmittels 9a, das zu einer Verlagerung des Schaltelements 10 entlang der ersten Richtung 300 bis zu der ersten Position führt. Die erste Richtung 300 und die zweite Richtung 400 sind in diesem Ausführungsbeispiel insbesondere Rotationsrichtungen bzw. Verschwenkrichtungen. Befindet sich das Schaltelement 10 in der zweiten Position, da das zweite Betätigungsmittel 9b auf die zweite Flanke 13 eingewirkt hat, so kann das erste Betätigungsmittel 9a die erste Flanke 12 nicht mehr erreichen, sondern nur auf die dritte Flanke 14 einwirken, was in 5 und 6 dargestellt ist. Ein Einwirken des ersten Betätigungsmittels 9a auf die dritte Flanke 14 führt allerdings nicht zu einer Verlagerung des Schaltelements 10 in die erste Richtung 300, wie dies beim Einwirken des ersten Betätigungsmittels 9a auf die erste Flanke 12 der Fall wäre, sondern zu einer (weiteren) Verlagerung des Schaltelements 10 in die zweite Richtung 400, wodurch das Schaltelement 10 in der zweiten Position verbleibt. Ist somit der zweite Anschluss 5 mit dem zweiten Gegenanschluss 3b einer Energieversorgungseinrichtung 3 verbunden, wie in 5 schematisch skizziert, so kann selbst ein unbeabsichtigtes oder beabsichtigtes manuelles Betätigen des ersten Betätigungsmittels 9a das Schaltelement 10 nicht aus der zweiten Position herausführen. Vielmehr ist das Betätigen des ersten Betätigungsmittels 9a zumindest aus sicherheitstechnischer Sicht folgenlos möglich. Dadurch ist eine beabsichtigte oder unbeabsichtigte Manipulation des Verbindungselements 1 während einer aktiven elektrischen Verbindung des zweiten Anschlusses 5 mit der Energieversorgungseinrichtung 3 verhindert. Selbiges gilt analog für den Fall, dass das erste Betätigungsmittel 9a das Schaltelement 10 in die erste Position verlagert hat. In diesem Fall kann das zweite Betätigungsmittel 9b die zweite Flanke 13 nicht mehr erreichen, sondern wirkt auf die vierte Flanke 15 ein. Dies führt zu einer (weiteren) Verlagerung des Schaltelements 10 entlang der ersten Richtung 300, wodurch das Schaltelement 10 in der ersten Position verbleibt.
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Das Schaltelement 10 kann somit wahlweise das erste Energieübertragungsmittel 4a oder das zweite Energieübertragungsmittel 5a elektrisch kontaktieren, wobei das Umschalten der Kontaktierung zwischen dem ersten Energieübertragungsmittel 4a und dem zweiten Energieübertragungsmittel 5a sowie der Neutralstellung selbstständig erfolgt, wenn ein zugehöriger Anschluss 4, 5 mit dem Gegenanschluss 3a, 3b der Energieversorgungseinrichtung 3 verbunden wird. Ist keiner der Anschlüsse 4, 5 mit der Energieversorgungseinrichtung 3 verbunden, so verbleibt das Schaltelement 10 in dieser beispielhaften Ausführungsform in der Neutralstellung oder kehrt z.B. selbständig bzw. selbstrückstellend in diese zurück. Ein manuelles Einwirken eines Benutzers ist nicht erforderlich. Somit ist insbesondere auch nicht erforderlich, an dem Gehäuse 17 einen Schalter oder Taster oder Ähnliches vorzusehen. Damit ist eine Schutzwirkung des Gehäuses 17 gegen das Eindringen von Wasser und/oder Staub verbessert und die Bedienerfreundlichkeit erhöht.
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Wie insbesondere in 7 gezeigt ist, ist das Schaltelement 10 an einer Verbindungsstelle 21 elektrisch mit der Kupplung 6 als Schnittstelle des Verbindungselements 1 gekoppelt. Wird somit das Schaltelement 10 mit dem ersten Energieübertragungsmittel 4a oder dem zweiten Energieübertragungsmittel 5a elektrisch verbunden, so entsteht eine elektrische Verbindung zwischen dem entsprechenden Anschluss 4, 5 und der Schnittstelle des Verbindungselements 1, die in diesem Ausführungsbeispiel durch die Kupplung 6 gebildet ist. Das Schaltelement 10 dient somit in dieser beispielhaften Ausführungsform selbst als spannungsführendes elektrisches Element. Die Betätigungsmittel 9a, 9b sind in diesem Fall beispielhaft elektrisch isolierend ausgebildet oder weisen alternativ oder zusätzlich eine elektrisch isolierende Beschichtung auf. Somit können die Betätigungsmittel 9a, 9b in direktem Kontakt mit dem Schaltelement 10 gebracht werden, ohne dass an ihren nach außen ragenden Teilen bzw. Abschnitten eine elektrische Spannung anliegt. Die Gefahr eines elektrischen Schlags für einen Benutzer ist somit reduziert bzw. verhindert.
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In den vorherigen Ausführungen wurde die Funktionalität des Schaltelements 10 beispielhaft für ein erstes Energieübertragungsmittel 4a und ein zweites Energieübertragungsmittels 5a beschrieben. Insbesondere ist jeweils ein eigenes Schaltelement 10 vorhanden, das zum Umschalten zwischen denjenigen ersten Energieübertragungsmitteln 4a und denjenigen zweiten Energieübertragungsmitteln 5a vorgesehen ist, die jeweils einen ersten Phasenleiter L1 und einen Nullleiter N ausbilden. Somit lassen sich der erste Phasenleiter L1 und der Nullleiter N jedes Anschlusses 4, 5 stromlos schalten, wenn der jeweils andere Anschluss 4, 5, in Verwendung ist, d.h. elektrisch mit der Energieversorgungseinrichtung 3 gekoppelt ist.
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Für diejenigen zweiten Energieübertragungsmittel 5a, die die zweiten Phasenleiter L2 und dritten Phasenleiter L3 ausbilden und für die somit in der hier dargestellten lediglich beispielhaften Ausführungsform keine korrespondierenden ersten Energieübertragungsmittel 4a vorhanden sind, kann beispielsweise ebenfalls jeweils ein Schaltelement 10 wie zuvor beschrieben vorgesehen sein, wobei in der ersten Position des Schaltelements 10 anstelle eines ersten Energieübertragungsmittels 4a z.B. ein Dummy-Kontakt oder lediglich ein Anschlag vorgesehen sein kann, der ohne weitere elektrische Verbindung kontaktiert wird. Somit ist in diesem Beispiel sichergestellt, dass auch der zweite Phasenleiter L2 und der dritte Phasenleiter L3 nur dann elektrisch kontaktiert werden, wenn der zweite Anschluss 5 mit dem zweiten Gegenanschluss 3b der Energieversorgungseinrichtung 3 verbunden ist. Hierzu kann z.B. vorgesehen sein, dass z.B. das Betätigungsmittel 9b lediglich beispielhaft doppelt vorhanden ist oder innenseitig gabelförmig ausgebildet ist.
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In einer alternativen Ausgestaltung kann auf das Schaltelement 10 für diejenigen ersten Energieübertragungsmittel 4a und zweiten Energieübertragungsmittel 5a verzichtet werden, die den Nullleiter N bilden und/oder den Schutzleiter PE bilden. Da an dem Nullleiter N keine elektrische Spannung anliegt und an dem Schutzleiter PE keine elektrische Spannung anliegt, ist selbst dann ein elektrischer Schlag an dem zugehörigen ersten Energieübertragungsmittel 4a oder zweiten Energieübertragungsmittel 5a nicht möglich, wenn das jeweils zugehörige andere zweite Energieübertragungsmittel 5a oder erste Energieübertragungsmittel 4a elektrisch mit der Energieversorgungseinrichtung 3 verbunden ist.
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In einer weiteren alternativen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass für diejenigen zweiten Energieübertragungsmittel 5a, die den zweiten Phasenleiter L2 und die dritten Phasenleiter L3 bilden, kein eigenes Schaltelement 10 vorgesehen ist, sondern vielmehr eine direkte Kontaktierung zu der Kupplung 6 vorhanden ist, so dass eine permanente elektrische Verbindung zwischen diesen zweiten Energieübertragungsmitteln 5a und der Kupplung 6 vorhanden ist. Da für den zweiten Phasenleiter L2 und den dritten Phasenleiter L3 keine Entsprechung an dem ersten Anschluss 4 vorhanden ist, ist die Gefahr eines elektrischen Schlages an den zugehörigen zweiten Energieübertragungsmitteln 5a auch dann vermieden, wenn der erste Anschluss 4 elektrisch mit Energieversorgungseinrichtung 3 gekoppelt ist.
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Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass ein einziges erstes Betätigungsmittel 9a und ein einziges zweites Betätigungsmittel 9b vorgesehen ist, um sämtliche Schaltelemente zu verlagern. Hierzu kann z.B. jedes Betätigungsmittel 9a, 9b gabelförmig ausgebildet sein, z.B. im Inneren des Verbindungselements 1 oder es kann z.B. eine Verbindungsbrücke oder dgl. Vorgesehen sein, über die alte Schaltelemente 10 elektrisch nichtleitend verbunden sind. Somit ist lediglich ein einziges erstes Betätigungsmittel 9a und ein einziges zweites Betätigungsmittel 9b aus dem Gehäuse 17 herauszuführen, um eine entsprechende Umschaltung des Schaltelements 10 bzw. aller Schaltelemente 10 durch Verlagerung zwischen der ersten Position und der zweiten Position zu erreichen.
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8 zeigt schematisch eine Schnittansicht durch das Verbindungselement 1 im Bereich des ersten Anschlusses 4. Es ist insbesondere vorgesehen, dass die ersten Energieübertragungsmittel 4a zwei Abschnitte aufweisen. Die Energieübertragungsmittel 4a weisen vorteilhafterweise in einem ersten Abschnitt einen Kontaktpin 23 auf, der zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit dem Gegenanschluss 3a der Energieversorgungseinrichtung 3 vorgesehen ist. In einem zweiten Abschnitt weisen sie einen elektrischen Kontaktbereich 22 auf. Der elektrische Kontaktbereich 22 dient zum elektrischen Kontaktieren durch das Schaltelement 10. Somit ist insbesondere eine entsprechende dezidierte Kontaktfläche vorhanden, die eine sichere und zuverlässige elektrische Kontaktierung des jeweiligen ersten Energieübertragungsmittels 4a erlaubt. Vorteilhafterweise ist eine analoge Ausgestaltung für die zweiten Energieübertragungsmittel 5a ebenso vorgesehen.
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Das Verbindungselement 1 lässt sich somit universell und flexibel einsetzen, da dem Benutzer die Möglichkeit zur Verfügung steht, sowohl den ersten Anschluss 4 als auch den zweiten Anschluss 5 zur elektrischen Kontaktierung zu verwenden, wobei der erste Anschluss 4 und der zweite Anschluss 5 unterschiedlich ausgestaltet sein können. Insbesondere muss der Benutzer damit nicht mehrere Kabel oder Adapterstücke mit sich führen, um unterschiedliche Ladesituationen abbilden zu können. Vielmehr ist allein das Verbindungselement 1 ausreichend. Auch kann das Verbindungselement 1 in einfacher Weise für unterschiedliche räumliche Anordnungen von Gegenanschlüssen 3a, 3b genutzt werden, die z.B. in einem Fall einen geradlinig zur Steckrichtung verlaufenden Kabelabgang oder in einem anderen Fall eher einen zur Steckrichtung winklig geführten Kabelabgang vorteilhaft erscheinen lassen - dies kann z.B. bei einer Ausführungsform der Falls sein, bei der zwei gleichartige Anschlüsse 4, 5 am Verbindungselement 1 vorhanden sind, z.B. zwei Schuko-Stecker oder zwei Typ2-Stecker, die somit mit ein und demselben Gegenanschluss 3a, 3b verbunden werden können. Im Betrieb weist das Verbindungselement 1 keine zugänglichen spannungsführenden Teile außerhalb des Gehäuses 17 auf. Dadurch ist eine Betriebssicherheit des Verbindungselements 1 maximiert. Ein elektrisches Kontaktieren des jeweiligen Anschlusses 4, 5 im Inneren des Gehäuses 17 kann in einer bevorzugten Ausführungsform selbstständig beim Verbinden des entsprechenden Anschlusses 4, 5 mit dem zugehörigen Gegenverbinder 3a, 3b einer Energieversorgungseinrichtung 3 erfolgen, besonders vorteilhaft auf rein mechanische und damit robuste Weise. Daher ist die Bedienung des Verbindungselements 1 für den Benutzer vereinfacht.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102021203362 A1 [0004]
