-
TECHNISCHER BEREICH, AUF DEN SICH DIE ERFINDUNG BEZIEHT
-
Im Allgemeinen bezieht sich die vorliegende Erfindung auf den Bereich von Elektrosteckern.
-
Sie bezieht sich insbesondere auf ein Elektrogerät mit einem Stromkabel und einen am Ende des Stromkabels montierten Elektrostecker, der in eine Steckdose gesteckt werden kann, wobei der Elektrostecker Ablesemittel umfasst, die mit Identifikationsmitteln des Elektrosteckers derart zusammenwirken können, dass an das Elektrogerät ein Kontrollsignal übertragen wird, wobei die Ablesemittel einen Stromkreis mit einem Schalter umfassen, sodass das Kontrollsignal je nach Zustand des Schalters (OFFEN oder GESCHLOSSEN) bestimmt wird.
-
Die Erfindung findet eine besonders vorteilhafte Anwendung bei der Herstellung eines Ladesteckers zum Aufladen von elektrischen Akkumulatoren einer Batterie eines Elektroautos, der an eine Steckdose angeschlossen werden kann, die eine maximale Stromstärke von 16 Ampere abgibt.
-
Sie bezieht sich auch auf ein Elektrosystem mit einer Steckdose und einem solchen Elektrogerät.
-
TECHNISCHER HINTERGRUND
-
Insbesondere aus der Patentschrift
FR2977389 , die dem Anmelder gehört, ist ein wie in der Einführung beschriebener Stecker bekannt.
-
Durch Zusammenwirken mit den Identifikationsmitteln der Steckdose erzeugen die Ablesemittel des Steckers ein elektrisches Kontrollsignal, das an das Elektrogerät übertragen werden kann, mit dem der Elektrostecker über ein Stromkabel elektrisch verbunden ist.
-
Dieses elektrische Signal liefert dem Elektrogerät einen Hinweis bezüglich der maximalen Stromstärke, die die Steckdose permanent abgeben kann ohne beschädigt zu werden.
-
Dies ist vor allem dann vorteilhaft, wenn es sich bei dem Elektrogerät um die Batterie eines Elektroautos handelt.
-
Das Aufladen der Batterie eines Elektroautos erfordert in der Tat das Fließen eines Stroms von üblicherweise 14 Ampere in diese Batterie während mehrerer Stunden.
-
Aus praktischen Gründen ist es für den Anwender im Übrigen vorteilhaft, den mit der Batterie seines Elektroautos verbundenen Stecker an eine Haushaltssteckdose mit einer Standardstromstärke von 16 Ampere anzuschließen.
-
Diese Art von Steckdose weist theoretisch vordefinierte technische Eigenschaften auf, durch die sie während einer normalisierten Dauer eine Stromstärke von bis zu 16 Ampere abgeben kann.
-
Allerdings entspricht diese Art von Steckdose normativen Anforderungen, die für übliche Haushaltsanwendungen definiert wurden, für die die abgegebene Stromstärke in den meisten Fällen unter 14 Ampere liegt, mit Frequenzen und einer Dauer der Beanspruchung, die unter denen liegen, die für das Aufladen der Batterie eines Autos erforderlich sind.
-
Zudem können in der Praxis die vordefinierten technischen Eigenschaften der im Haushalt der Anwender installierten Steckdosen von einer Steckdose zur anderen sowie zeitlich variieren. Es ist also nicht möglich, sich von diesen Eigenschaften ein genaues Bild zu machen.
-
Auch kann es vorkommen, dass der Anwender auf eine Steckdose stößt, die nicht der Norm entspricht.
-
Eine solche Ungewissheit über die vordefinierten Eigenschaften der Steckdose und damit über ihre Fähigkeit mehrere Stunden lang und regelmäßig eine Stromstärke von mindestens 14 Ampere oder darüber abzugeben, ist nicht akzeptierbar, da sie die Sicherheit von Mensch und Installation auf das Spiel setzt.
-
Das vom Stecker erzeugte Kontrollsignal, das in der Patentschrift
FR2977389 beschrieben wird, kann von einer Steuervorrichtung für die Batterieladung im Fahrzeug erhalten werden. Diese Steuervorrichtung kann also die Parameter der Batterieladung anpassen; entsprechend dem erhaltenen Kontrollsignal insbesondere also die Dauer des Ladens und die Stärke des entnommenen Stroms.
-
Die Ablesemittel des in der Patentschrift
FR2977389 beschriebenen Steckers können insbesondere einen mit einem Schalter versehenen Stromkreis umfassen. Bei dem vom Stecker übertragenen Kontrollsignal handelt es sich also um ein binäres Signal, das dem Zustand des Schalters (OFFEN oder GESCHLOSSEN) entspricht.
-
Ein Nachteil dieses Steckers liegt darin, dass das übertragene Kontrollsignal nicht ermöglicht, eine eventuelle Störung des Steckers zu erkennen.
-
In der Tat kann ein Kurzschluss zwischen den zwei Zweigen des den Schalter umgebenden Stromkreises nicht vom geschlossenen Zustand des Schalters unterschieden werden.
-
Die Sicherheit des Steckers ist daher also nicht optimal.
-
Aus den Dokumenten
WO2013/030646 und
EP2605340 sind zudem Verfahren bekannt, die ermöglichen, auf sichere Art und Weise festzustellen, ob sich ein Auto im Lade- oder Entlade-Modus befindet. Das Fahrzeug ist dazu mit einer Steckdose ausgestattet, die insbesondere einen Stift umfasst, der ein erzeugtes Signal übertragen kann, sodass das Fahrzeug bestimmen kann, ob es sich im Lade- oder Entlade-Modus befindet.
-
GEGENSTAND DER ERFINDUNG
-
Um dem Nachteil der elektrischen Sicherheit, der zum Stand der Technik gehört, Abhilfe zu schaffen, schlägt die vorliegende Erfindung ein neues Elektrogerät vor, das die Sicherheit der Stromversorgung verbessert.
-
Insbesondere wird erfindungsgemäß ein wie eingehend beschriebenes Elektrogerät vorgeschlagen, bei dem der Stecker zudem mindestens einen ersten Widerstand umfasst, der parallel zum Schalter am Stromkreis angeschlossen ist, sowie einen zweiten Widerstand, der in Reihe zum Schalter am Stromkreis angeschlossen ist, wobei dieses Elektrogerät zudem eine Steuervorrichtung der Stromversorgung mit einem dritten Widerstand umfasst, der mit der elektrischen Einheit aus Schalter und erstem Widerstand in Reihe geschaltet ist, sowie Mittel zum Messen der zwischen der Erdungsklemme des Steckers und dem Knoten des Stromkreises, der sich zwischen dieser elektrischen Einheit und dem dritten Widerstand befindet, vorhandenen Spannung.
-
Dank dieser zwei Widerstände weist der Stromkreis des Steckers einen Gesamtwiderstand auf, der je nach dem, ob der Schalter geöffnet oder geschlossen ist oder ob es im Stromkreis zu einem Kurzschluss gekommen ist, unterschiedlich ist.
-
So ist es möglich, die Situationen einer defekten Funktion des Steckers von den Situationen einer normalen Funktion zu unterscheiden.
-
Daher kann das Elektrogerät programmiert werden, um ein Signal, das eine defekte Funktion des Steckers anzeigt, zu berücksichtigen.
-
Das erfindungsgemäße Elektrogerät hat zudem weitere vorteilhafte und nicht einschränkende Merkmale:
- – der Stromkreis ist an eine Erdungsklemme des Steckers angeschlossen, die dazu bestimmt ist, den Erdungskontakt der Steckdose zu erhalten;
- – der Stromkreis umfasst nacheinander einen an der Erdungsklemme angeschlossenen Leitungsdraht, den ersten Widerstand und ein elektrisches System mit dem Schalter und dem zweiten Widerstand, die parallel zueinander geschaltet sind;
- – der Schalter ist ein Reedschalter mit magnetischer Betätigung;
- – der Schalter ist ein Reedschalter mit mechanischer Betätigung;
- – der Stecker mit einem isolierenden Körper, aus dem die Anschlussstifte herausstehen, die in die Steckdose gesteckt werden können, und der interne elektrische Kontaktelemente für den Anschluss dieser Anschlussstifte an Leitungsdrähte aufnimmt, der Bereich des Stromkreises, der den Schalter und den ersten und zweiten Widerstand umfasst, ist in einen Kunststoff mit mindestens einem Teil der internen elektrischen Kontaktelemente eingelassen;
- – der Kunststoff wird auf den Stromkreis und die internen elektrischen Kontaktelemente gegossen;
- – die Steuervorrichtung der Stromversorgung wird programmiert, um die vom Stecker in der Steckdose, an die er angeschlossen ist, maximal entnommene Stromstärke je nach der Spannung, die von den Messmitteln gemessen wird, zu steuern.
-
Die Erfindung bezieht sich schließlich auf ein elektrisches System mit einem wie vorab beschriebenen Elektrogerät, und einer Steckdose mit Mitteln zur Identifikation, die mit den Mitteln zum Ablesen des Steckers zusammenwirken können, wenn dieser Stecker in die Steckdose gesteckt ist, um das Kontrollsignal zu erzeugen.
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG EINES AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
-
Die folgende Beschreibung anhand der beiliegenden Figuren, die als nicht einschränkende Beispiele aufgeführt werden, wird klar veranschaulichen, worin die Erfindung besteht und wie sie umgesetzt werden kann. Es zeigen:
-
1 ist eine Explosionszeichnung des erfindungsgemäßen Steckers und eines dazugehörenden Stromkabels
-
2 ist eine Explosionszeichnung des erfindungsgemäßen Steckers und eines dazugehörenden Stromkabels, bei dem der Stromkreis mit den Ablesemitteln des Steckers auf der einen Seite am Stromkabel und auf der anderen Seite an den Anschlussklemmen des Steckers angeschlossen ist,
-
3 ist eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen und am Stromkabel angeschlossenen Steckers, bei dem das Gehäuse und der innere Überguss des Steckers nicht dargestellt sind,
-
die 4 bis 6 sind perspektivische Front- und Profilansichten des erfindungsgemäßen Steckers und des angeschlossenen Stromkabels, und
-
die 7 ist ein Blockschaltbild eines elektrischen Systems mit einem erfindungsgemäßen Stecker und einer Steckdose, wobei der Stecker an ein Stromkabel eines elektrischen Geräts angeschlossen ist.
-
7 zeigt in Form eines Prinzipschemas eine erfindungsgemäße elektrische Einheit 500.
-
Diese elektrische Einheit 500 umfasst einen erfindungsgemäßen elektrischen Stecker 200 und eine Steckdose 400.
-
Der Stecker 200 eignet sich dazu, über ein Stromkabel 100, wie in 7 dargestellt, an ein Elektrogerät 300 elektrisch angeschlossen zu werden.
-
Dieses Stromkabel umfasst hier genauer gesagt eine Vielzahl von Leitungsdrähten 111, 112, die von einem isolierenden Mantel 110 umgeben sind.
-
Die Steckdose
400, deren wichtigsten Merkmale im Anschluss noch erklärt werden, wird im Detail in der Patentschrift
FR2977389 erläutert und gehört an sich nicht zur Erfindung. Sie wird hier also nicht im Einzelnen beschrieben. Es reicht darauf hinzuweisen, dass sie mit Mitteln zur Identifikation
430 versehen ist, die mit dem Stecker
200 kommunizieren können, um ihm ein Kontrollsignal zu senden, das entsprechend dem von der Steckdose
400 abgegebenen elektrischen Signal bestimmt wird.
-
Dieses Kontrollsignal hängt von den vordefinierten Eigenschaften der Steckdose 400 ab, insbesondere von der maximalen Stromstärke, die die Steckdose 400 unter Berücksichtigung ihrer vordefinierten Merkmale ohne Schaden zu nehmen während eines vordefinierten Zeitraums abgeben kann.
-
So kann diese Steckdose 400 an den an ihr angeschlossenen Stecker 200 ein Kontrollsignal abgeben, das ihm die maximal von dieser Steckdose 400 abgegebene Stromstärke angibt, ohne dass die Steckdose 400 dabei Schaden nimmt.
-
Der Stecker 200 kann mit der Steckdose 400 kommunizieren bzw. zusammenwirken, um dieses Kontrollsignal zu erhalten bzw. zu erzeugen und es an das am Stecker 200 angeschlossene Elektrogerät übertragen.
-
Das Elektrogerät 300 kann also programmiert werden, um seine Funktion entsprechend dem von der Steckdose 400 übertragenen Kontrollsignal anzupassen.
-
Vorzugsweise umfasst das Elektrogerät 300 zudem eine programmierte Steuervorrichtung für die Stromversorgung, um die Merkmale des Ladens des Elektrogeräts entsprechend dem Kontrollsignal anzupassen, z. B. die maximale Stromstärke des aus der Steckdose fließenden Stroms und die Dauer des Ladens.
-
Die Steckdose 400 weist insbesondere derartige vordefinierte Eigenschaften auf, dass während einer vorbestimmten Dauer ein Strom von 16 Ampere fließen kann.
-
Bei dem mit dem Stecker 200 verbundenen Elektrogerät 300 handelt es sich zum Beispiel um ein Elektroauto.
-
Insbesondere geht es hier um eine Steckdose 400, die dem Laden von Akkumulatoren einer Batterie eines Elektroautos gewidmet ist. Die Steckdose 400 eignet sich demnach dazu, während mindestens der Dauer des Ladens der Batterie dieses Elektroautos einen Ladestrom von 14 Ampere abzugeben. Diese Dauer liegt beispielsweise bei mindestens vier Stunden.
-
In diesem Beispiel zeigt das Kontrollsignal dem an der Steckdose 400 angeschlossenen Stecker 200 an, dass diese Steckdose 400 die zum Laden der Batterie des Elektroautos 300 mit einem Ladestrom von 14 Ampere erforderlichen vordefinierten Merkmale auf sichere Art und Weise aufweist.
-
Mit anderen Worten kommuniziert der Stecker 200 mit der Steckdose 400, um an das Elektroauto 300 ein Kontrollsignal zu übertragen, das den Wert der maximalen Stromstärke angibt, den die Steckdose 400 während eines langen Zeitraums von mindestens vier Stunden abgeben kann, ohne dabei einen Schaden zu erleiden.
-
Die Steuervorrichtung der Stromversorgung des Elektroautos 300 kann also den Wert der Stromstärke, den die Batterie dieses Fahrzeugs der Steckdose entnehmen kann, um die Akkumulatoren der Batterie aufzuladen, anpassen, um diesen maximalen Wert der Stromstärke nicht zu überschreiten.
-
So kann das Laden der Batterie auf optimale Weise erfolgen, wenn der Stecker 200 der Batterie des Elektroautos 300 ein Kontrollsignal überträgt, das angibt, dass die Steckdose einen Strom von 16 Ampere abgeben kann, und die Batterie des Fahrzeugs entzieht während der üblichen Ladedauer einen Ladestrom von 14 Ampere. Diese übliche Ladedauer liegt zum Beispiel bei einer ursprünglich leeren Batterie bei 8 Stunden.
-
Wenn der Stecker 200, der die Batterie des Elektroautos mit der Steckdose verbindet, ein Kontrollsignal überträgt, das angibt, dass sich die Steckdose nicht sicher dazu eignet einen Strom von 16 Ampere zu liefern, entzieht die Batterie des Fahrzeugs einen Strom von unter 16 Ampere, zum Beispiel 8 Ampere während einer längeren Ladezeit als üblich, sodass die Akkumulatoren der Batterie geladen werden können, ohne die Steckdose zu beschädigen.
-
Das Fahrzeug kann so in Abhängigkeit der Steckdose, an die es angeschlossen ist, seine Ladezeit optimieren, ohne die Installation zu gefährden.
-
Insbesondere in den 1 bis 6 wird ein Ausführungsbeispiel des Steckers 200 dargestellt.
-
Dieser Stecker 200 umfasst herkömmlicherweise einen Körper 210 mit einem isolierenden Anschlussstück 211 und ein Vorderteil 220, das das Anschlussstück 211 auf der Vorderseite des Steckers 200 abschließt. Das Anschlussstück 211 nimmt die Enden von zwei elektrischen, metallischen Anschlussstiften 221 auf, die durch das Vorderteil 220 entlang zur Längsachse des Körpers 210 parallelen Richtungen vom Körper 210 herausstehen.
-
Dieser Körper 210 ist aus einem isolierenden Material hergestellt, zum Beispiel durch Gussformen eines Kunststoffes, insbesondere aus Plastik.
-
Das Vorderteil 220 umfasst insbesondere eine Vorderwand 220A (1, 2 und 3), aus der diese Stifte 221 herausstehen. Diese Vorderwand 220A umfasst zudem eine in die Vorderseite mündende Aufnahme, die eine Klemme 222 aufnimmt, die eventuell einen Erdungsstift der Steckdose 400 aufnehmen kann, der in diese Aufnahme gesteckt wird, um für den Stecker 200 einen Erdungsanschluss herzustellen.
-
Dies ist zum Beispiel bei französischen Standardsteckdosen der Fall, die an ihrer Vorderseite eine Aufnahmevertiefung umfassen, am Grund deren die Öffnungen münden, die Zugang zu den Klemmen der Steckdose verleihen und aus der der Erdungsstift hervorsteht.
-
Der in den Figuren dargestellte Stecker 200 eignet sich auch für eine Anwendung mit Steckdosen, die dem deutschen Standard entsprechen, bei denen auch eine Aufnahmevertiefung zur Aufnahme des Steckers vorgesehen ist, am Grund deren die Öffnungen münden, die Zugang zu den Klemmen der Steckdose verleihen, und eine Gabel für den Erdungsanschluss umfassen, deren diametral entgegengesetzte Enden von der Seitenwand der Aufnahmevertiefung hervorstehen.
-
Dazu umfasst die in der Aufnahme der isolierenden Vorderwand 220A des Steckers 200 untergebrachte Klemme 222 mindestens einen Seitenflügel 223 (siehe 1), der sich von der Vorderwand ausgehend zur Rückseite des Steckers 200 erstreckt.
-
Dieser Seitenflügel 223 lässt sich gegenüber einem längs im Anschlussstück 211 des Steckers 200 (4) vorgesehenen Schlitz 215 anbringen.
-
Auf diese Art ist der Seitenflügel 223 der Klemme 222 außerhalb des Körpers 210 des Steckers 200 zugänglich, sodass eines der Gabelenden für den Erdungsanschluss der dem deutschen Standard entsprechenden Steckdose mit diesem Seitenflügel 223 in Berührung kommen kann, wenn der Stecker 200 in die entsprechende Steckdose eingesteckt wird.
-
Hier umfasst die Klemme 222 vorteilhafterweise zwei diametral gegenügerliegende Seitenflügel 223.
-
Jeder dieser beiden Stifte 221 und die Klemme 222 des Steckers 200, die auf der Vorderseite dieses Steckers 200 zugänglich sind, besitzt einen hinteren Bereich, der im Inneren des Anschlussstückes 211 untergebracht ist und von einer Rückseite der Vorderwand 220A in dieses Anschlussstück 211 hineinsteht (1 bis 3).
-
Im isolierenden Anschlussstück 211 des Steckers 200 sind im Übrigen auch Zwischenelemente für den elektrischen Anschluss 251, 252 untergebracht. Hier handelt es sich um metallische elektrische Anschlussfedern 251, 252.
-
Der hintere Bereich jedes dieser beiden Stifte 221 und der Klemme 222 ist mit einem Ende einer dieser elektrischen Anschlussfedern 251, 252 elektrisch verbunden. Das andere Ende dieser Anschlussfedern 251, 252 kann an einen der Leitungsdrähte 111 aus dem Stromkabel 100 angeschlossen werden.
-
Jede dieser elektrischen Anschlussfedern 251, 252 kann an den hinteren Bereich des Stifts 221 oder der entsprechenden Klemme 222 gecrimpt oder geschweißt werden, bzw. ein Teil mit diesem Stift oder dieser Klemme werden. Sie kann auch an die Leitungsdrähte 111 des Stromkabels 100 gecrimpt oder geschweißt werden.
-
Das Anschlussstück 211 des Steckerkörpers 210 wird auf der Rückseite durch eine hintere Röhre 240 verlängert, durch die das Stromkabel 100 läuft, welches den Stecker 200 mit dem Elektrogerät 300 verbindet (1, 2, 4, 5 und 6).
-
Das andere Ende jedes Leitungsdrahtes 111 des Stromkabels 100 ist an einer entsprechenden Klemme des Elektrogeräts 300 angeschlossen. Hier ist das andere Ende jedes Leitungsdrahtes 111 des Stromkabels 100 genauer gesagt an der Steuervorrichtung der Stromversorgung der Autobatterie angeschlossen, die hier das Elektrogerät 300 bildet.
-
Der Stecker 200 besitzt hier geeignete Ablesemittel 230, um mit den Identifikationsmitteln 430 der Steckdose 400 derart zusammenzuwirken, dass er das Kontrollsignal an das Elektrogerät 300 übertragen kann (1 bis 3 und 7).
-
Diese Ablesemittel 230 umfassen einen Sekundärstromkreis mit einem Schalter 232, sodass das Kontrollsignal in Abhängigkeit vom geöffneten oder geschlossenen Zustand des Schalters 232 bestimmt werden kann.
-
Unter Sekundärstromkreis versteht man hier einen Stromkreis des Steckers 200, der sich vom Hauptstromkreis, der die Stifte 221 des Steckers 200 mit dem entsprechenden Elektrogerät 300 verbindet, unterscheidet.
-
Der Sekundärstromkreis kann am Elektrogerät 300 angeschlossen sein, oder auf der einen Seite des Schalters 232 am Elektrogerät 300 und auf der anderen Seite an der Erdungsklemme 222 des Steckers 200 angeschlossen sein.
-
Hier ist der Sekundärstromkreis an der Erdungsklemme 222 und an einem Leitungsdraht 112 des Netzkabels 100 bis zum Elektrogerät 300 angeschlossen (siehe insbesondere 7).
-
Bemerkenswerter Weise umfasst der Sekundärstromkreis des Steckers 200 auch mindestens einen ersten Widerstand 233, der parallel zum Schalter 232 am Sekundärstromkreis angeschlossen ist, und einen zweiten Widerstand 231, der mit dem Schalter 232 in Reihe am Sekundärstromkreis angeschlossen ist (siehe 1 bis 3 und 7).
-
Das Kontrollsignal besteht hier im Wert der zwischen zwei Punkten des Sekundärstromkreises gemessenen Spannung, die der Klemme des ersten und zweiten Widerstands sowie der Klemme des Schalters entsprechen.
-
Im in den Figuren dargestellten Beispiel umfasst der Sekundärstromkreis den zweiten Widerstand 231, der mit dem Schalter 232 in Reihe geschaltet ist und mit dem ersten Widerstand 233 parallel geschaltet ist.
-
Der Sekundärstromkreis umfasst also nacheinander einen an der Erdungsklemme angeschlossenen Leitungsdraht, den zweiten Widerstand 231 und die elektrische Einheit aus Schalter 232 und erstem Widerstand 233, die parallel zueinander geschaltet sind.
-
In der Praxis umfasst der Sekundärstromkreis also drei Crimpverbindungen: eine erste Crimpverbindung zwischen dem Leitungsdraht 112 des Stromkabels 100, zwischen einer Klemme des ersten Widerstands 233 und einer Klemme des Schalters 232, eine zweite Crimpverbindung zwischen der anderen Klemme des ersten Widerstands 233, der anderen Klemme des Schalters 232 und einer Klemme des zweiten Widerstands 231, und eine dritte Crimpverbindung zwischen der anderen Klemme des zweiten Widerstands 231, dem mit der Erdungsklemme verbundenen Anschlusselement 252, und dem Leitungsdraht 111 des Stromkabels, das mit diesem Anschlusselement 252 verbunden ist.
-
Die Steuervorrichtung für die Stromversorgung der Autobatterie 300 umfasst hier einen dritten Widerstand 310 innerhalb des Elektrogeräts 300, der auf dem Weg des Leitungsdrahtes 112 angeordnet ist, der den Sekundärstromkreis des Steckers 200 mit Strom versorgt. Dieser dritte Widerstand 310 ist also mit der elektrischen Einheit aus Schalter und erstem Widerstand in Reihe geschaltet.
-
Die Steuervorrichtung für die Stromversorgung umfasst zudem eine Spannungsmessvorrichtung 320, die die Spannung zwischen dem an der Erdungsklemme angeschlossenen Leitungsdraht 111 und einem Punkt des Leitungsdrahtes 112 misst, der sich zwischen dem dritten Widerstand 310 und dem Abschnitt des Stromkreises befindet, der den ersten 233 und zweiten 231 Widerstand sowie den Schalter 232 umfasst.
-
Das vom Stecker 200 übertragene Kontrollsignal besteht also aus dem von der Spannungsmessvorrichtung 320 gemessenen Spannungswert, wodurch eine Situation mit einer gestörten Funktion wie ein Kurzschluss von einer Situation mit einer normalen Funktion unterschieden werden kann.
-
Vorteilhafterweise wird die Steuervorrichtung der Stromversorgung also programmiert, um die vom Stecker 200 in der Steckdose 400, an die er angeschlossen ist, maximal entnommene Stromstärke je nach der Spannung, die von den Spannungsmessmitteln 320 gemessen wird, zu steuern.
-
Ein Beispiel der verwendeten Widerstands- und Spannungswerte ist insbesondere folgendes:
Beim ersten Widerstand 233 handelt es sich um einen Widerstand von 16 Kiloohm, beim zweiten Widerstand 231 um einen Widerstand von 10 Kiloohm, und beim dritten Widerstand 310 um einen Widerstand von 10 Kiloohm. Der Leitungsdraht 112 versorgt den Sekundärstromkreis mit einer Spannung von 4,096 Volt.
-
Wenn der Schalter 232 geschlossen ist, fließt der Strom nicht durch den ersten Widerstand 233, sodass der Gesamtwiderstand des Sekundärstromkreises dem Wert des zweiten Widerstands 231 entspricht.
-
Die von der Spannungsmessvorrichtung 320 gemessene Spannung entspricht ungefähr 2 Volt, hier genauer gesagt 2,048 Volt.
-
Wenn der Schalter 232 offen ist, fließt der Strom durch die beiden Widerstände 231, 233: der Gesamtwiderstand des Sekundärstromkreises entspricht der Summe aus dem ersten und zweiten Widerstand.
-
Die von der Spannungsmessvorrichtung 320 gemessene Spannung entspricht ungefähr 3 Volt, hier genauer gesagt 2,958 Volt.
-
Bei einem Kurzschluss zwischen dem Leitungsdraht 112 und dem mit der Erdungsklemme 222 verbundenen Leitungsdraht 111 liegt die von der Spannungsmessvorrichtung 320 gemessene Spannung bei 0 Volt.
-
Wenn hingegen der Leitungsdraht 112 zwischen dem dritten Widerstand 310 und dem Abschnitt des Stromkreises, in dem sich der erste 233 und zweite Widerstand 231 sowie der Schalter 232 befinden, durchtrennt ist, liegt die von der Spannungsmessvorrichtung 320 gemessene Spannung bei 4,096 Volt.
-
So ermöglicht das Fließen eines Stroms in diesem Sekundärstromkreis, dem mit dem Stecker 200 verbundenen Elektrogerät 300 das Kontrollsignal zu übertragen, das in Abhängigkeit vom elektrischen Signal, das von der Steckdose 400, an die es angeschlossen ist, ermittelt wird, was zum einen anzeigt, ob sich die Steckdose sicher dafür eignet, ein elektrisches Signal mit einer maximalen Stromstärke von 16 Ampere abzugeben, und zum anderen, ob der Stecker normal funktioniert oder ob ein Kurzschluss oder eine Trennung des Sekundärstromkreises vorliegt.
-
Dies ermöglicht insbesondere einen absichtlichen Kurzschluss des Sekundärstromkreises festzustellen, zu dem es durch Durchtrennen des Netzkabels oder durch Demontieren des Steckers 200 gekommen ist.
-
Für eine noch größere Sicherheit dieses Steckers 200 wurde dieser durch Einlassen des Bereichs des Sekundärstromkreises, der den Schalter 232 und den ersten 233 und zweiten Widerstand 231 umfasst, in einen Kunststoff 260 mit mindestens einem Teil der internen elektrischen Kontaktelemente unverletzlich gemacht (1 und 2).
-
Vorzugsweise wird dieser Kunststoff auf den Stromkreis und die internen elektrischen Kontaktelemente 251, 252 gegossen.
-
Dieser Kunststoff füllt vorzugsweise auch das gesamte Anschlussstück 211 des Steckerkörpers 210.
-
In den 1 und 2 ist der gegossene Kunststoff 260 separat zu den anderen internen Elementen des Steckers dargestellt, sodass man sich die verschiedenen Bauteile des Steckers 200 leichter vorstellen kann.
-
In der Praxis lässt sich dieser Kunststoff, sobald er auf dem Sekundärstromkreis und den verschiedenen internen Elementen des Steckers gegossen wurde, nicht mehr von den anderen Elementen unterscheiden. Diese werden also im Inneren des Kunststoffes geschützt.
-
Beim Schalter 232 handelt es sich hier vorzugsweise um einen Reedschalter mit magnetischer Betätigung.
-
Der Reedschalter 232 umfasst zwei Kontaktfedern, die, wenn kein Magnetfeld vorhanden ist, voneinander beabstandet sind, und die sich berühren, wenn ein Magnetfeld von beliebiger Richtung vorhanden ist. Diese zwei Federn sind in einer mit Inertgas gefüllten Glasröhre, das sie vor Oxidation schützt, untergebracht.
-
Das Ausschaltvermögen dieses Reedschalters 232 entspricht dem maximalen Strom, der durch ihn fließen kann, ohne die Federn zu beschädigen und liegt zwischen 1 Milliampere und 4 Ampere. Die Einschaltzeit dieses Reedschalters 232, die der erforderlichen Zeit entspricht, bis sich die Federn berühren, wenn ein Magnetfeld vorhanden ist, liegt bei rund 0,5 Millisekunden.
-
Hier liegt dieser Reedschalter 232 in Form eines zylinderförmigen Gehäuses vor (1 bis 3). Er lagert teilweise in einer Aufnahme 225, die in Form einer zylinderförmigen Öffnung vorliegt, die in den vorderen Abschnitt 220 des Körpers 210 des Steckers 200 eingearbeitet ist und sich zur Innenseite dieses Anschlussstückes 211 hin öffnet.
-
Diese zylinderförmige Öffnung erstreckt sich der Länge nach entlang einer zur Längsachse des Körpers 210 parallelen Richtung.
-
Das freie Ende des Reedschalters 232 befindet sich also sehr nahe an der Vorderwand des vorderen Abschnitts 220 des Steckers 200.
-
Wenn der Stecker 200 in die Steckdose 400 gedrückt wird, wird die Vorderseite des vorderen Abschnitts 220 des Steckers 200 gegen den Boden der Aufnahmevertiefung der Steckdose 400 gedrückt, wodurch der Reedschalter 232 in der Nähe eines Magneten 430, der die Identifikationsmittel der Steckdose 400 bildet, positioniert wird (7).
-
Der Reedschalter 232 wird also in das vom Magneten 430 der Steckdose 400 erzeugte Magnetfeld getaucht und geht von seiner geöffneten Stellung, in der die Federn voneinander beabstandet sind, in eine geschlossene Stellung über, in der sich die Federn berühren, was das Fließen eines elektrischen Stroms im Sekundärstromkreis des Steckers 200 freigibt.
-
In einer Variante kann der Reedschalter auf eine andere Art im Stecker angeordnet sein, jedoch immer in der Nähe der Vorderseite des vorderen Abschnitts des Steckers.
-
In einer Variante ist der Schalter ein Schalter mit mechanischer Betätigung.
-
Die Identifikationsmittel der Steckdose umfassen also entweder ein elektrisches Kontaktelement, das den Sekundärstromkreis des Steckers schließen kann, indem es den Kontakt zwischen zwei Klemmen des Schalters dieses Sekundärstromkreises herstellt, welche an der Vorderseite des vorderen Abschnitts des Steckers zugänglich sind, oder ein Element mit mechanischer Betätigung, wie zum Beispiel ein Kontakt, der durch eine Öffnung in den Stecker eindringen kann, um den Schalter zu betätigen, wenn der Stecker in die entsprechende Steckdose gesteckt wird.
-
Dank der Erfindung ist das vom Stecker übertragene Signal unterschiedlich, je nach dem, ob der Stecker richtig funktioniert oder ein Kurzschluss vorliegt oder der Stromkreis unterbrochen ist.
-
Folglich kann das Elektrogerät 300 so programmiert werden, dass es seine Reaktion abhängig von einem eventuellen Defekt des Steckers anpasst.
-
Im Falle eines Autos wird das Elektrogerät so programmiert, dass es denselben Ladezyklus ausführt, wenn das Kontrollsignal eine Störung anzeigt oder wenn es anzeigt, dass die Steckdose nicht sicher dazu geeignet ist, einen Strom von 16 Ampere abzugeben.
