DE102022213373A1 - Connection method and connection system for electrically coupling connection partners at high voltage and high current densities - Google Patents

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Istvan Otto Bertus
Gergely Laszlo Hegedus-Fuchs
Peter Bona
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

Die vorgestellte Erfindung betrifft ein Verbindungssystem (100) zum elektrischen Koppeln von Verbindungspartnern bei hoher Spannung und hohen Stromdichten, wobei das Verbindungsystem (100) umfasst:- einen Stecker (101),- eine drehbar an dem Stecker (103) angeordnete Aufnahme (103),wobei der Stecker (101) umfasst:- einen ersten elektrischen Leiter (105),- eine Steckerhülle (107), die den ersten elektrischen Leiter (105) umhüllt,- eine mechanische Schnittstelle (109), die zumindest einen ersten Kopplungsbereich (201) umfasst, dessen Querschnitt größer ist als ein Querschnitt des ersten elektrischen Leiters (105),- ein mechanisches Verriegelungselement (111),wobei die Aufnahme (103) umfasst:- einen zweiten elektrischen Leiter (113),- eine Aufnahmehülle (115), die den zweiten elektrischen Leiter (113) umhüllt,- eine mechanische Gegenschnittstelle (117), die eine Schnittstellenaufnahme (119) zum Aufnehmen der Schnittstelle (109) des Steckers (101) umfasst, und die zumindest einen zweiten Kopplungsbereich (203) umfasst, dessen Querschnitt größer ist als ein Querschnitt des zweiten elektrischen Leiters (113) und ein Querschnitt des ersten Kopplungsbereichs (201) der mechanischen Schnittstelle (109).The invention presented relates to a connection system (100) for electrically coupling connection partners at high voltage and high current densities, wherein the connection system (100) comprises:- a plug (101),- a receptacle (103) rotatably arranged on the plug (103),wherein the plug (101) comprises:- a first electrical conductor (105),- a plug cover (107) which encloses the first electrical conductor (105),- a mechanical interface (109) which comprises at least a first coupling region (201) whose cross section is larger than a cross section of the first electrical conductor (105),- a mechanical locking element (111),wherein the receptacle (103) comprises:- a second electrical conductor (113),- a receptacle cover (115) which encloses the second electrical conductor (113),- a mechanical counter-interface (117) which comprises an interface receptacle (119) for receiving the interface (109) of the plug (101), and the comprises at least a second coupling region (203) whose cross-section is larger than a cross-section of the second electrical conductor (113) and a cross-section of the first coupling region (201) of the mechanical interface (109).

Description

Die vorgestellte Erfindung betrifft ein Verbindungssystem, ein Verbindungsverfahren zum elektrischen Koppeln von Verbindungspartnern bei hoher Spannung und hohen Stromdichten und ein Fahrzeug gemäß den beigefügten Ansprüchen.The presented invention relates to a connection system, a connection method for electrically coupling connection partners at high voltage and high current densities and a vehicle according to the appended claims.

Stand der TechnikState of the art

Insbesondere im Automobilbau werden elektrische Verbindungspartner, die mit hoher Spannung von bspw. 400 Volt oder mehr und hohen Stromdichten von bspw. 800 Ampere oder mehr betrieben werden, in der Regel durch eine Schraubverbindung elektrisch gekoppelt.Particularly in automotive engineering, electrical connection partners that are operated with high voltages of e.g. 400 volts or more and high current densities of e.g. 800 amperes or more are usually electrically coupled by a screw connection.

Eine Schraubverbindung ist zeitintensiv in der Herstellung und benötigt erheblichen Bauraum.A screw connection is time-consuming to manufacture and requires considerable installation space.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Im Rahmen der vorgestellten Erfindung werden ein Verbindungssystem und ein Verbindungsverfahren zum elektrischen Koppeln von Verbindungspartnern sowie ein Fahrzeug vorgestellt. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verbindungssystem beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verbindungsverfahren bzw. dem vorgestellten Fahrzeug und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.Within the scope of the invention presented, a connection system and a connection method for electrically coupling connection partners as well as a vehicle are presented. Further features and details of the invention emerge from the respective subclaims, the description and the drawings. Features and details that are described in connection with the connection system according to the invention naturally also apply in connection with the connection method according to the invention or the vehicle presented and vice versa, so that with regard to the disclosure of the individual aspects of the invention, reference is or can always be made to each other.

Die vorgestellte Erfindung dient insbesondere dazu, eine kompakte und zeiteffektiv bereitstellbare elektrische Kopplung für hohe Spannungen und hohe Stromdichten zu ermöglichen.The invention presented serves in particular to enable a compact and time-effective electrical coupling for high voltages and high current densities.

Es wird somit gemäß einem ersten Aspekt der vorgestellten Erfindung ein Verbindungssystem zum elektrischen Koppeln von Verbindungspartnern bei hoher Spannung und hohen Stromdichten in einem Fahrzeug vorgestellt.Thus, according to a first aspect of the invention presented, a connection system for electrically coupling connection partners at high voltage and high current densities in a vehicle is presented.

Das vorgestellte Verbindungsystem umfasst einen Stecker und eine drehbar an dem Stecker angeordnete Aufnahme.The presented connection system comprises a plug and a receptacle rotatably arranged on the plug.

Der Stecker umfasst einen ersten elektrischen Leiter, eine Steckerhülle, die den ersten elektrischen Leiter umhüllt und eine mechanische Schnittstelle, die zumindest einen ersten Kopplungsbereich umfasst, dessen Querschnitt größer ist als ein Querschnitt des ersten elektrischen Leiters und ein mechanisches Verriegelungselement.The plug comprises a first electrical conductor, a plug shell which envelops the first electrical conductor and a mechanical interface which comprises at least a first coupling region whose cross-section is larger than a cross-section of the first electrical conductor and a mechanical locking element.

Die Aufnahme umfasst, einen zweiten elektrischen Leiter, eine Aufnahmehülle, die den zweiten elektrischen Leiter umhüllt und eine mechanische Gegenschnittstelle, die eine Aufnahme zum Aufnehmen der Schnittstelle des Steckers umfasst, und die zumindest einen zweiten Kopplungsbereich umfasst, dessen Querschnitt größer ist als ein Querschnitt des zweiten elektrischen Leiters und ein Querschnitt des ersten Kopplungsbereichs der mechanischen Schnittstelle, wobei der erste Kopplungsbereich eine erste schräge Kante aufweist und der zweite Kopplungsbereich eine zweite schräge Kante aufweist und die erste Schräge an der zweiten schrägen Kante bei einer Bewegung der Aufnahme relativ zu dem Stecker entlang gleitet, und wobei das mechanische Verriegelungselement an der Steckerhülle angeordnet und nur dann in eine an der Aufnahmehülle ausgebildete Verriegelungsaufnahme einbringbar ist, wenn die Aufnahme sich in einer vorgegebenen Stellung relativ zu dem Stecker befindet.The receptacle comprises a second electrical conductor, a receptacle sleeve which envelops the second electrical conductor, and a mechanical counter-interface which comprises a receptacle for receiving the interface of the plug, and which comprises at least a second coupling region whose cross section is larger than a cross section of the second electrical conductor and a cross section of the first coupling region of the mechanical interface, wherein the first coupling region has a first oblique edge and the second coupling region has a second oblique edge and the first oblique slides along the second oblique edge when the receptacle moves relative to the plug, and wherein the mechanical locking element is arranged on the plug sleeve and can only be inserted into a locking receptacle formed on the receptacle sleeve when the receptacle is in a predetermined position relative to the plug.

Unter einem Verbindungspartner ist im Kontext der vorgestellten Erfindung ein elektrischer Leiter, wie bspw. ein Kabel oder ein Verbraucher, zu verstehen, der mit einem anderen Verbindungspartner elektrisch zu koppeln ist.In the context of the invention presented, a connection partner is understood to be an electrical conductor, such as a cable or a consumer, which is to be electrically coupled to another connection partner.

Die vorgestellte Erfindung basiert auf einem Verbindungssystem mit einem Stecker und einer Aufnahme, die über eine Schnittstelle des Steckers und eine Gegenschnittstelle der Aufnahme reversibel bzw. lösbar elektrisch zu koppeln sind.The invention presented is based on a connection system with a plug and a receptacle, which can be electrically coupled reversibly or detachably via an interface of the plug and a counter interface of the receptacle.

Zum elektrischen Koppeln von Stecker und Aufnahme wird eine mechanische Schnittstelle des Steckers in eine mechanische Gegenschnittstelle der Aufnahme eingebracht bzw. mit dieser verbunden. Dazu wird die Aufnahme relativ zu dem Stecker gedreht, sodass ein erster Kopplungsbereich der Schnittstelle unter einen zweiten Kopplungsbereich der Gegenschnittstelle geschoben wird.To electrically couple the plug and socket, a mechanical interface of the plug is inserted into or connected to a mechanical counter-interface of the socket. To do this, the socket is rotated relative to the plug so that a first coupling area of the interface is pushed under a second coupling area of the counter-interface.

Da der erste Kopplungsbereich und der zweite Kopplungsbereich jeweils eine schräge Kante aufweisen, werden der Stecker und die Aufnahme bei einer Bewegung der Aufnahme relativ zu dem Stecker zueinander hingedrückt, sodass der Stecker und die Aufnahme sich gegenseitig mit einer vorgegebenen Klemmkraft sichern, wenn sich die Aufnahme in einer vorgegebenen Position relativ zu dem Stecker befindet. Insbesondere bilden der Stecker und die Aufnahme einen Bajonettverschluss.Since the first coupling region and the second coupling region each have an oblique edge, the plug and the receptacle are pressed towards each other when the receptacle moves relative to the plug, so that the plug and the receptacle secure each other with a predetermined clamping force when the receptacle is in a predetermined position relative to the plug. In particular, the plug and the receptacle form a bayonet lock.

Ferner ist erfindungsgemäß ein mechanisches Verriegelungselement an der Steckerhülle angeordnet, das in eine an der Aufnahmehülle ausgebildete Verriegelungsaufnahme eingreift bzw. eingreifen kann, wenn sich die Aufnahme in einer vorgegebenen Position relativ zu dem Stecker befindet.Furthermore, according to the invention, a mechanical locking element is arranged on the plug shell, which engages or can engage in a locking receptacle formed on the receiving shell when the receptacle is in a predetermined position relative to the plug.

Es kann vorgesehen sein, dass die Gegenschnittstelle der Aufnahme dazu konfiguriert ist, die Schnittstelle des Steckers bereichsweise zu hintergreifen.It can be provided that the counter interface of the receptacle is configured to partially engage behind the interface of the plug.

Ein bereichsweises Hinterschneiden bzw. ein bereichsweiser Hinterschnitt, bei dem ein Materialabschnitt der Aufnahme derart ausgebildet ist, dass dieser einen Materialabschnitt des Steckers überlagert, wird der Stecker durch die Überlagerung auf die Aufnahme gedrückt. Ferner kann der Stecker durch Drehen der Aufnahme aus der Aufnahme entfernt bzw. in die Aufnahme eingebracht werden.A region-specific undercut or a region-specific undercut in which a material section of the receptacle is designed in such a way that it overlaps a material section of the plug, the plug is pressed onto the receptacle by the overlap. Furthermore, the plug can be removed from the receptacle or inserted into the receptacle by rotating the receptacle.

Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Gegenschnittstelle der Aufnahme im Bereich einer Hinterschneidung zum Hintergreifen der Schnittstelle des Steckers ein Federelement umfasst, das die Schnittstelle von der Hinterschneidung weg in Richtung des zweiten elektrischen Leiters drückt.It can further be provided that the counter interface of the receptacle in the region of an undercut for engaging behind the interface of the plug comprises a spring element which presses the interface away from the undercut in the direction of the second electrical conductor.

Ein Federelement im Bereich einer Hinterschneidung dient zum einen dazu, eine Klemmkraft, mit der der Stecker auf bzw. in die Aufnahme gedrückt wird zu maximieren. Zum anderen dient ein Federelement im Bereich einer Hinterschneidung dazu, einen Bewegungsraum bereitzustellen, in den der Stecker durch einen Nutzer entgegen einer Federkraft des Federelements gedrückt werden kann, um die Klemmkraft, mit der der Stecker auf bzw. in die Aufnahme gedrückt wird zu minimieren, und die Aufnahme relativ zu dem Stecker zu bewegen.A spring element in the area of an undercut serves, on the one hand, to maximize a clamping force with which the plug is pressed onto or into the receptacle. On the other hand, a spring element in the area of an undercut serves to provide a movement space into which the plug can be pressed by a user against a spring force of the spring element in order to minimize the clamping force with which the plug is pressed onto or into the receptacle and to move the receptacle relative to the plug.

Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Steckerhülle die Aufnahmehülle beabstandet überlagert und zwischen der Steckerhülle und der Aufnahmehülle eine Dichtung, insbesondere in Form eines elektrischen Isolators angeordnet ist.It can further be provided that the plug sleeve overlies the receiving sleeve at a distance and a seal, in particular in the form of an electrical insulator, is arranged between the plug sleeve and the receiving sleeve.

Durch eine beabstandete Überlagerung der Aufnahmehülle durch die Steckerhülle wird ein Bereich geschaffen, der besonders gut elektrisch gegenüber dem ersten Leiter und dem zweiten Leiter isoliert ist. Durch eine Dichtung wird ein Abstand zwischen Steckerhülle und Aufnahmehülle sichergestellt.By overlapping the receiving sleeve with the plug sleeve at a distance, an area is created that is particularly well electrically insulated from the first conductor and the second conductor. A seal ensures a distance between the plug sleeve and the receiving sleeve.

Durch einen elektrischen Isolator wird sichergestellt, dass auch kein Kriechstrom durch eine Lücke zwischen der Aufnahmehülle und der Steckerhülle nach außen dringt. Entsprechend kann ein Nutzer die Steckerhülle auch bei einer Beaufschlagung des Verbindungssystems mit hoher Spannung und hoher Stromdichte gefahrlos berühren.An electrical insulator ensures that no leakage current penetrates through a gap between the receiving sleeve and the plug sleeve. Accordingly, a user can safely touch the plug sleeve even if the connection system is subjected to high voltage and high current density.

Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass das mechanische Verriegelungselement ein Federelement und einen Riegel umfasst, wobei das Federelement den Riegel in Richtung der Aufnahme drückt.It can further be provided that the mechanical locking element comprises a spring element and a latch, wherein the spring element presses the latch in the direction of the receptacle.

Ein an dem Stecker angeordneter Riegel, wie bspw. ein Metallstift, der bspw. in eine in der Aufnahme gebildete Ausnehmung eingreift, wirkt als Sicherung zum Sichern der Aufnahme in ihrer Position relativ zu dem Stecker.A locking device arranged on the plug, such as a metal pin which engages, for example, in a recess formed in the receptacle, acts as a safety device to secure the receptacle in its position relative to the plug.

Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass der Riegel in einer an der Steckerhülle ausgebildeten Führung gelagert ist und eine Nutzerschnittstelle umfasst, durch die der Riegel in eine von der Aufnahme beabstandete Stellung zu bringen ist, um eine Bewegung der Aufnahme relativ zu dem Stecker freizugeben.It can further be provided that the latch is mounted in a guide formed on the plug shell and comprises a user interface by means of which the latch can be brought into a position spaced from the receptacle in order to enable movement of the receptacle relative to the plug.

Der Riegel kann in der Führung bspw. durch ein Federelement beweglich gelagert sein, sodass das Federelement zum einen den Riegel in die Ausnehmung drückt. Dabei kann die Führung eine Freigabe umfassen, durch die der Riegel von der Ausnehmung wegbewegt werden kann, um die Aufnahme von dem Stecker zu lösen. Insbesondere kann an dem Riegel ein Griff zum Greifen durch einen Nutzer angeordnet sein.The latch can be movably mounted in the guide, for example by a spring element, so that the spring element presses the latch into the recess. The guide can include a release through which the latch can be moved away from the recess in order to release the receptacle from the plug. In particular, a handle can be arranged on the latch for a user to grasp.

Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Aufnahme eine Nutzerschnittstelle umfasst, durch die die Aufnahme in Richtung des Steckers zu drücken und relativ zu dem Stecker zu drehen ist.It can further be provided that the receptacle comprises a user interface through which the receptacle can be pressed towards the plug and rotated relative to the plug.

Eine an der Aufnahme ausgebildete Nutzerschnittstelle ermöglicht ein Greifen der Aufnahme durch einen Nutzer. Dazu kann die Aufnahme bspw. einen flachen Bereich umfassen, an dem Finger eines Nutzers zur Auflage kommen können. Der flache Bereich kann bspw. eine raue Oberfläche aufweisen, um ein Abrutschen des Nutzers zu verhindern.A user interface formed on the holder enables a user to grip the holder. For this purpose, the holder can, for example, include a flat area on which a user's fingers can rest. The flat area can, for example, have a rough surface to prevent the user from slipping.

Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass der zumindest eine zweite Kopplungsbereich in einer geöffneten Stellung den zumindest einen ersten Kopplungsbereich nicht überlagert und in einer geschlossenen Stellung den zumindest einen ersten Kopplungsbereich zumindest teilweise überlagert.It can further be provided that the at least one second coupling region does not overlap the at least one first coupling region in an open position and at least partially overlaps the at least one first coupling region in a closed position.

Durch einen zwischen einer geöffneten Stellung und einer geschlossenen Stellung beweglichen zweiten Kopplungsbereich kann der Stecker in der geöffneten Stellung in die Aufnahme eingebracht bzw. aus der Aufnahme entnommen werden und in der geschlossenen Stellung an der Aufnahme gesichert werden. Dabei wird der zweite Kopplungsbereich in der geschlossenen Stellung derart über den ersten Kopplungsbereich geschoben, dass eine Klemmkraft bereitgestellt wird, die den Stecker auf die Aufnahme drückt. Diese Klemmkraft wird bspw. durch die schrägen Kanten des ersten und zweiten Kopplungsbereichs erreicht.A second coupling region that can be moved between an open position and a closed position allows the plug to be inserted into the receptacle in the open position or removed from the receptacle and secured to the receptacle in the closed position. The second coupling region is pushed over the first coupling region in the closed position in such a way that a clamping force is provided that presses the plug onto the receptacle. This clamping force is achieved, for example, by the slanted edges of the first and second coupling regions.

Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass der erste elektrische Leiter ein Kabel und der zweite elektrische Leiter ein Verbinder eines elektrischen Verbrauchers ist.It can further be provided that the first electrical conductor is a cable and the second electrical conductor is a connector of an electrical consumer.

Das vorgestellte Verbindungssystem dient insbesondere zum Verbinden eines Verbrauchers, wie bspw. einem elektrischen Motor, mit einem Kabel. Dazu kann der Motor bspw. über einen Bus mit der Aufnahme verbunden sein.The connection system presented is used in particular to connect a consumer, such as an electric motor, to a cable. For this purpose, the motor can be connected to the receptacle via a bus, for example.

Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die vorgestellte Erfindung ein Verbindungsverfahren zum elektrischen Koppeln von Verbindungspartnern bei hoher Spannung und hohen Stromdichten in einem Fahrzeug, bei dem die Verbindungspartner mittels eines einer möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Verbindungssystems miteinander gekoppelt werden.According to a second aspect, the presented invention relates to a connection method for electrically coupling connection partners at high voltage and high current densities in a vehicle, in which the connection partners are coupled to one another by means of one of a possible embodiments of the presented connection system.

Gemäß einem dritten Aspekt betrifft die vorgestellte Erfindung ein Fahrzeug. Das Fahrzeug umfasst einen Verbraucher und einen elektrischen Anschluss, wobei der Verbraucher mit dem elektrischen Anschluss mittels einer möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Verbindungssystems elektrisch gekoppelt ist.According to a third aspect, the invention presented relates to a vehicle. The vehicle comprises a consumer and an electrical connection, wherein the consumer is electrically coupled to the electrical connection by means of a possible embodiment of the presented connection system.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description, in which embodiments of the invention are described in detail with reference to the drawings. The features mentioned in the claims and in the description can each be essential to the invention individually or in any combination.

Es zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung einer möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Verbindungssystems,
  • 2 eine Detailansicht von Kopplungsbereichen des Verbindungssystems gemäß 1 in einer geöffneten Stellung,
  • 3 die Kopplungsbereiche gemäß 2 in einer geschlossenen Stellung.
Show it:
  • 1 a schematic representation of a possible design of the presented connection system,
  • 2 a detailed view of coupling areas of the connection system according to 1 in an open position,
  • 3 the coupling areas according to 2 in a closed position.

In 1 ist ein Verbindungssystem 100 dargestellt. Das Verbindungssystem 100 umfasst einen Stecker 101 und eine drehbar an dem Stecker 101 angeordnete bzw. anordenbare Aufnahme 103.In 1 a connection system 100 is shown. The connection system 100 comprises a plug 101 and a receptacle 103 which is or can be arranged rotatably on the plug 101.

Der Stecker 101 umfasst einen ersten elektrischen Leiter 105, eine Steckerhülle 107, die den ersten elektrischen Leiter 105 umhüllt, eine mechanische Schnittstelle 109, die zumindest einen ersten Kopplungsbereich umfasst, dessen Querschnitt größer ist als ein Querschnitt des ersten elektrischen Leiters 105 und ein mechanisches Verriegelungselement 111.The plug 101 comprises a first electrical conductor 105, a plug shell 107 which envelops the first electrical conductor 105, a mechanical interface 109 which comprises at least a first coupling region whose cross section is larger than a cross section of the first electrical conductor 105 and a mechanical locking element 111.

Die Aufnahme 103 umfasst einen zweiten elektrischen Leiter 113, eine Aufnahmehülle 115, die den zweiten elektrischen Leiter 113 umhüllt, und eine mechanische Gegenschnittstelle 117, die eine Schnittstellenaufnahme 119 zum Aufnehmen der Schnittstelle 109 des Steckers 101 umfasst, und die zumindest einen zweiten Kopplungsbereich umfasst, dessen Querschnitt größer ist als ein Querschnitt des zweiten elektrischen Leiters 113 und ein Querschnitt des ersten Kopplungsbereichs der mechanischen Schnittstelle 109.The receptacle 103 comprises a second electrical conductor 113, a receptacle sleeve 115 which encloses the second electrical conductor 113, and a mechanical counter-interface 117 which comprises an interface receptacle 119 for receiving the interface 109 of the plug 101, and which comprises at least one second coupling region whose cross section is larger than a cross section of the second electrical conductor 113 and a cross section of the first coupling region of the mechanical interface 109.

Das mechanische Verriegelungselement 111 ist an der Steckerhülle 107 angeordnet und ist nur dann in eine an der Aufnahmehülle 115 ausgebildete Verriegelungsaufnahme 121 einbringbar, wenn die Aufnahme 103 sich in einer vorgegebenen Stellung relativ zu dem Stecker 101 befindet. Entsprechend sichert das Verriegelungselement 111 den Stecker 101 in der Aufnahme 103. Dazu ist das Verriegelungselement 111 optional über ein Federelement 123 mit einer Federkraft beaufschlagt, die das Verriegelungselement 111 von eine Führung 125 weg in die Verriegelungsaufnahme 121 drückt.The mechanical locking element 111 is arranged on the plug casing 107 and can only be inserted into a locking receptacle 121 formed on the receptacle casing 115 when the receptacle 103 is in a predetermined position relative to the plug 101. Accordingly, the locking element 111 secures the plug 101 in the receptacle 103. For this purpose, the locking element 111 is optionally subjected to a spring force via a spring element 123, which presses the locking element 111 away from a guide 125 into the locking receptacle 121.

Zum Lösen des Steckers 101 aus der Aufnahme 103 wird das Verriegelungselement 111 von einem Nutzer aus der Verriegelungsaufnahme 121 gezogen und die Aufnahme 103 gegen ein in der Gegenschnittstelle 115 angeordnetes Federelement 127 gedrückt und gleichzeitig gedreht, wie durch Pfeile 129 und 131 angedeutet, sodass sich der erste Kopplungsbereich in eine geöffnete Stellung bewegt, wie in 2 dargestellt.To release the plug 101 from the receptacle 103, the locking element 111 is pulled out of the locking receptacle 121 by a user and the receptacle 103 is pressed against a spring element 127 arranged in the counter interface 115 and simultaneously rotated, as indicated by arrows 129 and 131, so that the first coupling area moves into an open position, as shown in 2 shown.

In 2 sind der erste Kopplungsbereich 201 und der zweite Kopplungsbereich 203 in einer entlang einer Achse A-A, wie in 1 dargestellt, geschnittenen Ansicht dargestellt. Hier befinden sich der erste Kopplungsbereich 201 und der zweite Kopplungsbereich 203 in einer geöffneten Stellung, in der der erste Kopplungsbereich 201 und der zweite Kopplungsbereich 203 sich nicht überlagern.In 2 the first coupling region 201 and the second coupling region 203 are arranged in a plane along an axis AA, as shown in 1 shown, sectional view. Here, the first coupling region 201 and the second coupling region 203 are in an open position in which the first coupling region 201 and the second coupling region 203 do not overlap.

Anhand einer weiteren geschnittenen Ansicht 205 ist erkennbar, dass der erste Kopplungsbereich 201 des Steckers 101 kontaktlos an dem zweiten Kopplungsbereich 203 der Aufnahme 103 vorbeigeführt werden kann, um den Stecker 101 von der Aufnahme 103 zu lösen.From a further sectional view 205, it can be seen that the first coupling region 201 of the plug 101 can be guided contactlessly past the second coupling region 203 of the receptacle 103 in order to release the plug 101 from the receptacle 103.

In 3 sind der erste Kopplungsbereich 201 und der zweite Kopplungsbereich 203 ebenfalls in einer entlang der Achse A-A, wie in 1 dargestellt, geschnittenen Ansicht dargestellt. Hier befinden sich der erste Kopplungsbereich 201 und der zweite Kopplungsbereich 203 in einer geschlossenen bzw. gesicherten Stellung, in der der erste Kopplungsbereich 201 und der zweite Kopplungsbereich 203 sich überlagern. Anhand der geschnittenen Ansicht ist erkennbar, dass der erste Kopplungsbereich 201 des Steckers 101 mit seiner ersten schrägen Kante 301 an einer zweiten schrägen Kante 303 des zweiten Kopplungsbereichs 203 der Aufnahme 103 eingreift, sodass eine Bewegung des Steckers 101 in vertikaler Richtung unmöglich ist und der Stecker 101 in der Aufnahme 103 gesichert ist.In 3 the first coupling region 201 and the second coupling region 203 are also arranged in a plane along the axis AA, as shown in 1 shown, sectional view. Here, the first coupling area 201 and the second coupling area 203 are in a closed secured position in which the first coupling region 201 and the second coupling region 203 overlap. From the sectional view it can be seen that the first coupling region 201 of the plug 101 engages with its first oblique edge 301 on a second oblique edge 303 of the second coupling region 203 of the receptacle 103, so that movement of the plug 101 in the vertical direction is impossible and the plug 101 is secured in the receptacle 103.

Claims (11)

Verbindungssystem (100) zum elektrischen Koppeln von Verbindungspartnern bei hoher Spannung und hohen Stromdichten in einem Fahrzeug, wobei das Verbindungsystem (100) umfasst: - einen Stecker (101), - eine drehbar an dem Stecker (103) angeordnete Aufnahme (103), wobei der Stecker (101) umfasst: - einen ersten elektrischen Leiter (105), - eine Steckerhülle (107), die den ersten elektrischen Leiter (105) umhüllt, - eine mechanische Schnittstelle (109), die zumindest einen ersten Kopplungsbereich (201) umfasst, dessen Querschnitt größer ist als ein Querschnitt des ersten elektrischen Leiters (105), - ein mechanisches Verriegelungselement (111), wobei die Aufnahme (103) umfasst, - einen zweiten elektrischen Leiter (113), - eine Aufnahmehülle (115), die den zweiten elektrischen Leiter (113) umhüllt, - eine mechanische Gegenschnittstelle (117), die eine Schnittstellenaufnahme (119) zum Aufnehmen der Schnittstelle (109) des Steckers (101) umfasst, und die zumindest einen zweiten Kopplungsbereich (203) umfasst, dessen Querschnitt größer ist als ein Querschnitt des zweiten elektrischen Leiters (113) und ein Querschnitt des ersten Kopplungsbereichs (201) der mechanischen Schnittstelle (109), wobei der erste Kopplungsbereich (201) eine erste schräge Kante (301) aufweist und der zweite Kopplungsbereich (203) eine zweite schräge Kante (303) aufweist und die erste Schräge Kante (301) an der zweiten schrägen Kante (303) bei einer Bewegung der Aufnahme (103) relativ zu dem Stecker (101) entlang gleitet, und wobei das mechanische Verriegelungselement (111) an der Steckerhülle (107) angeordnet und nur dann in eine an der Aufnahmehülle (115) ausgebildete Verriegelungsaufnahme (121) einbringbar ist, wenn die Aufnahme (103) sich in einer vorgegebenen Stellung relativ zu dem Stecker (101) befindet.Connection system (100) for electrically coupling connection partners at high voltage and high current densities in a vehicle, wherein the connection system (100) comprises: - a plug (101), - a receptacle (103) rotatably arranged on the plug (103), wherein the plug (101) comprises: - a first electrical conductor (105), - a plug cover (107) which encloses the first electrical conductor (105), - a mechanical interface (109) which comprises at least a first coupling region (201) whose cross section is larger than a cross section of the first electrical conductor (105), - a mechanical locking element (111), wherein the receptacle (103) comprises, - a second electrical conductor (113), - a receptacle cover (115) which encloses the second electrical conductor (113), - a mechanical counter-interface (117) which has an interface receptacle (119) for accommodating the interface (109) of the Plug (101), and which comprises at least one second coupling region (203) whose cross section is larger than a cross section of the second electrical conductor (113) and a cross section of the first coupling region (201) of the mechanical interface (109), wherein the first coupling region (201) has a first oblique edge (301) and the second coupling region (203) has a second oblique edge (303) and the first oblique edge (301) slides along the second oblique edge (303) when the receptacle (103) moves relative to the plug (101), and wherein the mechanical locking element (111) is arranged on the plug shell (107) and can only be introduced into a locking receptacle (121) formed on the receptacle shell (115) when the receptacle (103) is in a predetermined position relative to the plug (101). Verbindungssystem (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenschnittstelle (117) der Aufnahme (103) dazu konfiguriert ist, die Schnittstelle (109) des Steckers bereichsweise zu hintergreifen.Connection system (100) according to Claim 1 , characterized in that the counter interface (117) of the receptacle (103) is configured to partially engage behind the interface (109) of the plug. Verbindungssystem (100) einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenschnittstelle (117) der Aufnahme (103) im Bereich einer Hinterschneidung zum Hintergreifen der Schnittstelle (109) des Steckers (101) ein Federelement umfasst, das die Schnittstelle (109) von der Hinterschneidung weg in Richtung des zweiten elektrischen Leiters (113) drückt.Connection system (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the counter interface (117) of the receptacle (103) in the region of an undercut for engaging behind the interface (109) of the plug (101) comprises a spring element which presses the interface (109) away from the undercut in the direction of the second electrical conductor (113). Verbindungssystem (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckerhülle (107) die Aufnahmehülle (115) beabstandet überlagert und zwischen der Steckerhülle (107) und der Aufnahmehülle (115) eine Dichtung angeordnet ist.Connection system (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the plug sleeve (107) superimposes the receiving sleeve (115) at a distance and a seal is arranged between the plug sleeve (107) and the receiving sleeve (115). Verbindungssystem (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mechanische Verriegelungselement (111) ein Federelement und einen Riegel umfasst, wobei das Federelement (127) den Riegel in Richtung der Aufnahme (103) drückt.Connection system (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the mechanical locking element (111) comprises a spring element and a latch, wherein the spring element (127) presses the latch in the direction of the receptacle (103). Verbindungssystem (100) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Riegel in einer an der Steckerhülle (107) ausgebildeten Führung gelagert ist und eine Nutzerschnittstelle umfasst, durch die der Riegel in eine von der Aufnahme (103) beabstandete Stellung zu bringen ist, um eine Bewegung der Aufnahme (103) relativ zu dem Stecker (101) freizugeben.Connection system (100) according to Claim 5 , characterized in that the latch is mounted in a guide formed on the plug shell (107) and comprises a user interface by means of which the latch can be brought into a position spaced from the receptacle (103) in order to enable movement of the receptacle (103) relative to the plug (101). Verbindungssystem (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (103) eine Nutzerschnittstelle umfasst, durch die die Aufnahme (103) in Richtung des Steckers (101) zu drücken und relativ zu dem Stecker (101) zu drehen ist.Connection system (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the receptacle (103) comprises a user interface through which the receptacle (103) can be pressed in the direction of the plug (101) and rotated relative to the plug (101). Verbindungssystem (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine zweite Kopplungsbereich (201) in einer geöffneten Stellung den zumindest einen ersten Kopplungsbereich (203) nicht überlagert und in einer geschlossenen Stellung des zumindest einen ersten Kopplungsbereich (201) zumindest teilweise überlagert.Connection system (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one second coupling region (201) does not overlap the at least one first coupling region (203) in an open position and at least partially overlaps the at least one first coupling region (201) in a closed position. Verbindungssystem (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste elektrische Leiter (105) ein Kabel und der zweite elektrische Leiter (113) ein Verbinder eines elektrischen Verbrauchers, insbesondere eines Fahrzeugs, ist.Connection system (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the first electrical conductor (105) is a cable and the second electrical conductor (113) is a connector of an electrical consumer, in particular a vehicle. Verbindungsverfahren zum elektrischen Koppeln von Verbindungspartnern bei hoher Spannung und hohen Stromdichten in einem Fahrzeug, wobei die Verbindungspartner mittels eines Verbindungssystems (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche miteinander gekoppelt werden.Connection method for electrically coupling connection partners at high voltage and high current densities in a vehicle, wherein the connection partners are connected by means of a connection cation system (100) according to one of the preceding claims. Fahrzeug, umfassend: - einen Verbraucher, - einen elektrischen Anschluss, wobei der Verbraucher mit dem elektrischen Anschluss mittels eines Verbindungssystems (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 elektrisch gekoppelt ist.Vehicle, comprising: - a consumer, - an electrical connection, wherein the consumer is connected to the electrical connection by means of a connection system (100) according to one of the Claims 1 until 9 is electrically coupled.
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