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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Vermeidung der Bildung
von Lichtbögen
in Verbindern, die in ein Netz zur Verteilung von elektrischer Energie
eingeschaltet sind. Insbesondere kann das System in einem Netz,
das in einem Kraftfahrzeug Leistungsbelastung liefert, wie zum Beispiel
ein 42-V-Netz eines Fahrzeugs mit zwei Spannungsniveaus (14 V und
42 V oder Dualspannungssystem), für den Zweck angewendet werden,
zu vermeiden, dass ein Lichtbogen zwischen Anschlusspunkten auf Grund
einer fehlenden Warnung eines Steuerungsprogramms oder wenn Verbinderbauteile
zufällig oder
versehentlich getrennt werden, erzeugt wird. Ein solcher Lichtbogen
kann, insbesondere während der
Trennung der zwei elektroisolierenden Teile oder Träger, Bauteile
eines Verbinders, die die elektrisch leitenden Kontaktklemmen tragen,
die Zerstörung oder
frühe Verschlechterung
der Kontakte oder des Verbinders selbst, eine unzeitige Unterbrechung
der Verteilung bestimmter Belastungen des Netzes oder eine Brandsituation
mit mehr oder weniger schwerem Schaden bewirken.
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Die
Erfindung ist außerdem
insbesondere für Elektrofahrzeuge
interessant, in denen eine Gruppe von Batterien verwendet wird,
um Leistung für
einen Elektromotor bereitzustellen, der dafür vorgesehen ist, das Fahrzeug
anzutreiben und in dem das Niveau des Stroms in dem Bereich von
400 A bei 400 V für Gleichstrom
und 40 A bei 220 V für
Wechselstrom ist. Dieser Strom und diese Spannung erfordern die
Einbeziehung einer Reihe von Sicherheitsmaßnahmen, um das Verletzungsrisiko
für Benutzer,
Mechaniker und Sicherheitstechniker zu minimieren.
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Die
Erfindung betrifft außerdem
sowohl ein Verfahren zu Vermeidung der Bildung von Lichtbögen als
auch einen Verbinder, der in dem System und Verfahren verwendet
wird.
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Hintergrund
der Erfindung
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Zahlreiche
Dokumente versuchen, dem Nachteil der Lichtbogenbildung sowohl beim
Verbinden als auch beim Trennen der zwei Bauteile eines Verbinders
zu begegnen, der in ein Lastversorgungsnetz mit einem Spannungsniveau,
das zum Erzeugen der Lichtbögen
geeignet ist, eingebaut ist.
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Die
Patente EP-A-697751, EP-A-673085 und US-A-6.146.160 offenbaren Verbinder
mit Einrichtungen für
ein effektives mechanisches Festklemmen der Verbindungsklemmen,
typischerweise Stecker und elektrisch leitfähige Steckdosen, so dass versehentliche
Trennung davon nicht eintreten kann.
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Die
US-Patente 3.945.699, 4.749.357 und 5.676.571 offenbaren Einrichtungen,
die mit den elektrisch leitfähigen
Steckersteckdosen verbunden sind, die bereitgestellt sind, um die
Lichtbogenbildung zu hemmen oder zu minimieren, wenn die zwei Verbinderbauteile
verbunden werden.
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Das
US-Patent B1-6.255.123 offenbart einen Universal-Ladeanschluss für Elektrofahrzeuge,
in dem ein Mechanismus zum Unterbrechen des Stroms, der zum Erzeugen
eines Lichtbogens während
des Trennens der Stecker- und Steckdosenklemmen des Verbinders geeignet
ist, vor dem Trennen der zwei Bauteile des Verbinders bereitgestellt ist.
Insbesondere soll dieser Mechanismus das Trennen der Verbinder während des
Ladens der Fahrzeugbatterien vermeiden, wobei der Mechanismus eine
mechanische Verriegelung der zwei Teile enthält, die durch einen Hebel betätigt wird,
der mit einem Schalter, der an eine Leistungsversorgung für die Verbinderanordnung
gekoppelt ist, verbunden ist. Durch diesen Schalter wird, wenn der
Hebel durch einen Benutzer betätigt
wird, der Stromkreislauf bis zur Energiebelastung, die einzuspeisen
ist, deaktiviert, bevor die Trennung der Stecker-Steckdosen-Klemme
oder der Klemmen des Verbinders freigegeben wird.
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Das
US-Patent 5.52.425 legt eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Vermeidung
der Verschlechterung von Kontakten in elektrischen Geräten offen,
insbesondere in Bildaufnahmegeräten
mit einem Ultraschallsystem, in dem mehrere Sonden mit dem Aufnahmesystem
verbunden werden können, ohne
dass ein Risiko besteht, dass ein Lichtbo gen überspringen kann, wenn die
Sonden getrennt werden. In diesem System enthält der Verbinder ein mechanisch
betätigtes
Element zum Betätigen
und Deaktivieren einer Verbindungsschnittstelle zwischen Bauteilen,
einschließlich
eines Sensors oder Detektors zum Bestimmen, wann der Verbinder durch
eines der Bauteile zu trennen ist, und stellt ein Signal bereit,
das durch eines der Bauteile zum Deaktivieren der elektrischen Leistungsversorgung zu
dem Verbinder verwendet wird, und vermeidet infolgedessen die Lichtbogenbildung
bei physikalischer Trennung der Stecker-Steckdosen-Klemmen davon.
In den verschiedenen durch dieses Patent dargestellten Beispielen
ist dieses Element eine Drehwelle, auf die der Benutzer einwirken
muss, und der Sensor ist ein optischer Sensor, ein magnetischer Sensor
oder ein einfacher Schalter.
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In
den letzten zwei Hintergrundbeispielen wird die Versorgungsquellenunterbrechung
entweder durch den Benutzer (wie in US-B1-6.225.153) oder mittels
Hinzufügens
eines Sensors, der mit einem Mechanismus verbunden ist, der gleichermaßen durch
den Benutzer betätigt
wird (wie in US-A-5.542.425), ausgeführt, wobei es erforderlich ist,
immer mit Einrichtungen, die zum Bewegen seiner Kontakte geeignet
sind, auf den Verbinder einzuwirken, wodurch auf Grund der mechanischen
Betätigungsbedingungen
Verzögerungserzeugung
für angemessenes
Funktionieren unerlässlich
ist.
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Das
Dokument EP-A-0 602 804 offenbart ein System gemäß dem Oberbegriff von Anspruch
1.
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Das
System von Anspruch 1 stellt eine elektronische Einheit bereit,
die geeignet ist, um eine Vielzahl von verschiedenen Verbindern,
die an verschiedenen Punkten des Netzes zur Verteilung von elektrischem
Strom bis zur Stromlast eingeschaltet sind, individuell zu steuern.
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Kurzbeschreibung
der Erfindung
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Das
erfindungsgemäße System
ist in Anspruch 1 definiert und die bevorzugten Ausführungsformen
sind in den abhängigen
Ansprüchen
definiert.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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Zum
besseren Verständnis
der Erfindung wird diese mit Hilfe von mehreren Zeichnungen, die mehrere
nicht einschränkende
Beispiele einer möglichen
Umsetzung zeigen, beschrieben, wobei in den Zeichnungen
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1 ein
Diagramm eines Systems zeigt;
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2 ein
Diagramm eines weiteren Systems zeigt;
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3 ein
Diagramm des erfindungsgemäßen Systems
zeigt;
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4a, 4b und 4c schematische Schnittansichten
zeigen, die jeweils die Positionen A, B und C der elektroisolierenden
Träger
des in der vorliegenden Erfindung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel
verwendeten Verbinders zeigen;
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5a, 5b und 5c schematische Schnittansichten
zeigen, die jeweils die Positionen A, B und C der elektroisolierenden
Träger
des in der vorliegenden Erfindung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel
verwendeten Verbinders zeigen;
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6a, 6b und 6c schematische Schnittansichten
zeigen, die jeweils die Positionen A, B und C der elektroisolierenden
Träger
des in der vorliegenden Erfindung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel
verwendeten Verbinders zeigen, und
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7a, 7b und 7c schematische Schnittansichten
zeigen, die jeweils die Positionen A, B und C der elektroisolierenden
Träger
des in der vorliegenden Erfindung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel
verwendeten Verbinders zeigen.
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Ausführliche Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsbeispiele
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Zuerst
Bezug nehmend auf die 1, umfasst das System zur Vermeidung
von Lichtbögen eine
Belastung 10, die einzuspeisen ist, und eine Versorgungsleitung 17,
die durch eine elektrische Leistung durch die Kanäle 5, 6,
eine Schutzvorrichtung 7 der Belastung 10 durch
Trennen der Versorgungsleitung 17 und einen Verbinder,
der auf den Kanälen 5, 6 zwischen
der Vorrichtung 7 und der Belastung 10 angeordnet
ist, verbunden ist. Der Verbinder 11 ist von der Art, die
erste und zweite lösbare
elektroisolierende Verbindungsträger 1, 2 umfasst,
die wechselseitig zur Steckdosenverbindung in der Lage sind, die
ein Paar von Leistungsklemmen 3, 4 tragen, die an
jeweilige Verzweigungen 5, 6 der elektrischen Leistung
durch den Kanal von der Vorrichtung 7 zu der Belas tung 10 angeschlossen
sind. Wie in herkömmlichen
Fällen
können
die elektroisolierenden Träger 1, 2 des
Verbinders eine erste endgültige
Verbindungsposition A einnehmen, in der die Klemmen 3, 4 elektrisch
miteinander verbunden sind und dabei die elektrische Energie durch
den Kanal 5, 6 bilden, und eine zweite vollständige Trennungsposition
C einnehmen, in der die Klemmen 3, 4 physikalisch
getrennt sind. In dieser Anmeldung ist das Niveau der Versorgungsnetzspannung
hoch genug, um einen Lichtbogen zu erzeugen, wenn die Trennung der Klemmen 3, 4 durchgeführt wird.
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Um
die Bildung des Lichtbogens zu vermeiden, enthält das System der Erfindung
ein Paar von zusätzlichen
elektrischen leitfähigen
Elementen 12, 13 in dem Verbinder 11,
das eine Detektionsfunktion einer Zwischenposition der elektroisolierenden
Träger 1, 2,
die an einem Punkt der Trennungsverschiebung oder einem Abschnitt
davon, zwischen der ersten Position A und der zweiten Position B,
angeordnet ist. In dieser Zwischenposition B ist es wesentlich, dass
die Leistungsklemmen 3, 4 noch immer miteinander
verbunden sind. Die Detektion der Zwischenposition B wird durch
Einrichtungen ausgeführt,
die im Folgenden unter Bezugnahme auf die 4a bis 7c beschrieben
werden.
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Die
zusätzlichen,
elektrisch leitfähigen
Elemente 12, 13 sind mit einem Hilfsstromkreis 14, 15 verbunden,
durch den, und wenn die Detektion der Zwischenposition B der elektroisolierenden
Träger 1, 2 durchgeführt wird,
ein elektrisches Warnsignal erzeugt wird, auf Grund dessen die Trennungsschutzvorrichtung 7 sofort
die elektrische Versorgung bis zu der Belastung 10 durch
den Kanal 5, 6 und folglich den Klemmen 3, 4 unterbricht,
bevor diese die zweite Position C der wechselseitigen physikalischen
Trennung erreichen. Deshalb läuft
kein Strom mehr durch die Klemmen 3, 4, wenn der
Trennungsablauf zwischen den elektroisolierenden Trägern 1, 2 von
der Zwischenposition B an fortgesetzt wird, und ein Lichtbogen ist
unmöglich,
wenn die physikalische Trennung zwischen diesen beiden bei Erreichen
der zweiten Position C durchgeführt
ist.
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In
dem Beispiel der 1 umfasst die Trennungsschutzeinrichtung 7 beispielsweise
ein Leistungsrelais, dargestellt als ein Schalter 18, gesteuert durch
eine Spule 19. Eine der Detektionsklemmen 13 des
Paares von zusätzlichen
Klemmen 12, 13 des Verbinders 11 ist
an einen Masseanschluss 14 angeschlossen und das Deteketionssignal
umfasst den Wechsel von einer Situation der minimalen Impedanz,
abweichend von der Verbindung zu dem Masseanschluss 14,
zu einer Situation der maximalen Impedanz in dem Ableiter 15,
wenn der Masseanschluss abgeschaltet wird.
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In
dem Diagramm der 2 sind die Belastung 10 und
der Verbinder 11 mit jenen identisch, die oben in Bezug
auf die 1 beschrieben wurden, wohingegen
die Trennungsschutzvorrichtung 7 hier in eine elektronische
Einheit 20 oder in ein Abzweiggehäuse mit dem Wirken wenigstens
eines Mikroprozessors integriert ist. Mit anderen Worten, eine „intelligente" Einheit steuert
den Verbinder 11. Diese Einheit 20 umfasst einen
Kreislauf 16 zur Identifikation des Verbinders 11 in
der Zwischenposition B, d. h. beim Übergang in die zweite Trennungsposition
C, wobei der Kreislauf 16 mit einem Mikroprozessor 8 verbunden
ist, der die Trennungsschutzvorrichtung 7 steuert, die
mittels der Versorgungsleitung 17 mit der Quelle zur Versorgung
mit elektrischer Leistung verbunden ist. Die Trennungsschutzvorrichtung 7 kann durch
ein Leistungsrelais oder durch einen FET-Leistungstransistor gebildet
werden und ist durch den Kanal 5, 6 und die Klemmen 3, 4 des
Verbinders mit der Belastung 10 verbunden. Der Vorteil
dieser Konfiguration ist, dass sie zum Versorgen und Steuern mehrerer
Belastungen individuell eingerichtet ist.
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Das
Diagramm in der 3 zeigt das System der vorliegenden
Erfindung, in dem eine Vielzahl von Belastungen einzuspeisen ist,
die in der 3 nur durch zwei Belastungen 10a und 10b dargestellt sind,
um die Zeichnungen zu vereinfachen. In einer Position nahe zu jeder
Belastung 10a, 10b ist ein entsprechender Verbinder 11a, 11b mit
seinem Paar von Leistungsklemmen 3, 4 und seinem
Paar von zusätzlichen
Klemmen 12, 13, von denen eine an den entsprechenden
Masseanschluss 14 angeschlossen ist, bereitgestellt. Zwischen
diesen Verbindern 11a und 11b und der elektronischen
Einheit 20 gibt es weitere Verbinder, von denen jeder zwei
Paar von Klemmen 3, 4 und ein Paar von zusätzlichen
Klemmen 12, 13 zum Verbinden mit dem Masseanschluss 14 umfasst. An
dem Eingang der elektronischen Einheit 20 ist ein Verbinder 11e zur
Verteilung angeordnet, der in diesem Beispiel mit sechs Paaren von
Klemmen 3, 4 und einem Paar von zusätzlichen
Klemmen 12, 13 zum Verbinden mit dem Masseanschluss 14 versehen
ist. Durch diesen Verbinder 11e zur Verteilung sind die
Versorgungskanäle 5, 6 auf
einer Seite der Trennungsschutzvorrichtung 7 bis zu den
entsprechenden Belastungen 10a und 10b eingerichtet
und die Verbindungen der mehreren Masseanschlüsse 14 mit dem Identifikationskreislauf 16 sind
auf der anderen Seite eingerichtet. Es ist zu beach ten, dass sich
die Anzahl der Klemmen 3, 4 in den Verbindern 11a,
..., 11e, während
der Verbinder sich der elektronischen Einheit 20 nähert, erhöht. Andererseits
wird der Verbinder, je näher
er an dem Verbinder 11e zur Verteilung ist, in Bezug auf
die anderen folgenden Verbinder derselben Leitung, in die er eingebaut
ist, hierarchisch bevorzugt.
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Mit
der in der 3 gezeigten Konfiguration ist
der Identifikationskreislauf 16 in der Lage, den Verbinder
oder die Verbinder 11a, ..., 11e zu identifizieren,
der bzw. die in der Zwischenposition ist bzw. sind, d. h., der bzw.
die im Übergang
hin zu der Trennungsposition C ist bzw. sind, auf Grund des Signals, das
er von dem Kreislauf oder den Kreisläufen, der bzw. die mit den
entsprechenden Masseanschlüssen verbunden
ist bzw. sind, empfängt
und entsprechend welcher der Verbinder 11a, ..., 11e ist,
von dem das Warnsignal empfangen wurde, wirkt er durch das Senden
einer Vorzugsunterbrechung auf den Mikroprozessor 8, die
aus diesem Mikroprozessor 8 einen entsprechenden Befehl
für die
Trennungsschutzvorrichtung 7 generiert, der die Versorgung
zu der entsprechenden Belastung bzw. den entsprechenden Belastungen 10a, 10b durch
den Leistungskanal oder die Leistungskanäle 5, 6 und
die Klemmen 3, 4 des beteiligten Verbinders bzw.
der beteiligten Verbinder 11a, ..., 11e abschaltet.
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Es
ist ersichtlich, dass in dieser Anordnung einige der Verbinder 11a,
..., 11e, neben den zusätzlichen
Detektionskontakten, Mehrkontakte aufweisen, die durch eine Reihe
von Klemmpaaren zusammengesetzt ist. Jedoch sind in den Verbindern 11c und 11d nur
ein Paar von Klemmen 3, 4 Leistungsklemmen, wohingegen
das andere Paar von Klemmen dient, um die Detektionsleitungen von
anderen Verbindern anzuschließen,
während
der Verbinder 11e mit zwei Versorgungskanälen 5, 6 der
Leistungsbelastungen 10a, 10b durch andere Paare
von Leistungsklemmen 3, 4, einschließlich eines
einzigen Paares von zusätzlichen
Detektionsklemmen 12, 13, verbunden ist, die zusammenwirkend
mit der elektronischen Einheit alle die Leistungsklemmen 3, 4 des Verbinders 11e vor
dem Bilden von Lichtbögen
schützen.
Die anderen Paare von Klemmen in dem Verbinder 11e zur
Verteilung dienen nur zur Verbindung der Leitungen, die mit dem
Masseanschluss 14 in anderen Systemverbindern gekoppelt
sind. Dementsprechend ist es möglich,
erfindungsgemäße Verbinder bereitzustellen,
die mit mehreren Leistungskontakten und generell mit einem einzigen
Detektionskontakt ausgerüstet
sind.
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Im
Folgenden werden unter Bezugnahme auf die 4a bis 7c die
verschiedenen Positionen A, B und C, die die Klemmenträger einnehmen können, und
die Art und Weise, in der das Paar von zusätzlichen Klemmen 12, 13 die
Zwischenposition B detektiert, beschrieben.
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Die 4a bis 6c zeigen
ein erstes, ein zweites und ein drittes Ausführungsbeispiel des Verbinders 11 der
vorliegenden Erfindung. In allen davon umfasst der Verbinder 11 immer
zwei Träger 1, 2 aus einem
elektroisolierenden Material, die in dem gezeigten Beispiel mit
zwei Paaren von Leistungsklemmen 3, 4, die mit
jeweiligen Leistungsversorgungskanalgliedern 5, 6 und
einem Paar von zusätzlichen Klemmen 12, 13,
die jeweils mit der Detektionsleitung 15 und dem Masseanschluss 14 verbunden
sind, verbunden sind. Jede der Klemmen besteht aus einem Kupplungsstecker 3, 12 und
einer Kupplungssteckdose 4, 13, die geeignet sind,
um miteinander verbunden zu werden. Die Elemente der Paare der Klemmen 3, 4 und 12, 13 werden
auf den einander wechselseitig gegenüberliegenden Trägern 1, 2 derartig
angeordnet, dass, wenn die Träger 1, 2 verbunden
werden, alle die Klemmpaarelemente miteinander verbunden sind.
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Der
erste und der zweite elektroisolierende Träger 1, 2 des
Verbinders umfassen Verschlusseinrichtungen zum wechselseitigen
Verbinden dieser, die aus vorstehenden Teilen 21, die auf
mehreren elastischen Armen 22, die mit dem ersten Träger verbunden
sind, und zweiten Rasten 23a, 23b, die in dem
zweiten Träger 2 enthalten
sind, bestehen. Wenn der erste und der zweite Träger miteinander verbunden werden,
werden die vorstehenden Teile 21 durch die Federkraft der
Arme 22 zuerst in die ersten Rasten 23a, die die
Träger 1, 2 vorübergehend
in dieser Position halten, aufgenommen und dann in die zweiten Rasten 23b aufgenommen.
Gleichermaßen wird
das Trennen in zwei Schritten ausgeführt: ein erster Schritt, in
dem eine Verschiebung eintritt, bis die vorstehenden Teile 21 in
die zweiten Rasten 23b aufgenommen sind, und ein zweiter
Schritt, bis zu der vollständigen
Trennung der Träger 1, 2.
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In
dem in den 4a bis 4c gezeigten ersten
Ausführungsbeispiel
haben die Kupplungsstecker 3, 12, die jeweils
den Leistungs- und Detektionsklemmen entsprechen, dieselbe Länge, wohingegen die
Kupplungssteckdose 13 der Detektionsklemme kürzer als
die Kupplungssteckdosen der Leistungsklemmen ist.
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In
einer ersten endgültigen
Verbindungsposition A, die in der 4a gezeigt
wird, sind die vorstehenden Teile 21 in die zweiten Rasten 23b aufgenommen
und sowohl die Leistungsklemmen 3, 4 als auch
die Detektionsklemmen 12, 13 sind verbunden.
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In
einer in der 4b gezeigten Zwischenposition
B sind die vorstehenden Teile 21 in die ersten Rasten 23a aufgenommen
und die Leistungsklemmen 3, 4 bleiben verbunden,
wohingegen die Detektionsklemmen 12, 13 getrennt
wurden, d. h., dass sie keine Verbindung mehr miteinander haben. In
dieser Zwischenposition B ist der Hilfsstromkreis 14, 15 offen
und ein Detektionssignal wird erzeugt, wie zuvor unter Bezugnahme
auf die 1 bis 3 beschrieben,
wobei das System auf Grund dieses Signals den Leistungsstrom des
Kreislaufs 5, 6 abschaltet. Dementsprechend kann
in der Zwischenposition B, obwohl die Leistungsklemmen 3, 4 fortwährend wechselseitig
verbunden sind, kein elektrischer Strom durch sie gehen und sie
sind nicht stromführend.
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In
einer in der 4c gezeigten zweiten Position
C verlieren die Träger 1, 2 des
Verbinders 11 Kontakt miteinander und die Leistungsklemmen 3, 4 sind
getrennt, ohne dass ein Risiko des Erzeugens eines Lichtbogens besteht,
da in ihnen keine Spannung vorhanden ist.
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In
dem in den 5a bis 5c gezeigten zweiten
Ausführungsbeispiel
haben die Kupplungsstecker 3, 12, die jeweils
den Leistungs- und Detektionsklemmen entsprechen, dieselbe Länge wie
ihre jeweiligen Kupplungssteckdosen 4, 13, obwohl
die Kupplungssteckdose 13 der Detektionsklemme zurückgezogener
als die Kupplungssteckdosen der Leistungsklemmen ist. Hierbei ist
das Material des zweiten elektroisolierenden Trägers 2 ebenso von dem
Eintrittsbereich der Kupplungssteckdose 13 zurückgezogen
und belässt
einen gestuften Hohlraum oder eine Ausnehmung, wenn die Träger 1, 2 verbunden
werden (s. 5a).
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Die
Positionen A, B und C dieses zweiten Ausführungsbeispiels, die jeweils
in den 5a, 5b und 5c gezeigt
werden, sind denen der Positionen A, B und C des ersten Ausführungsbeispiels,
die in den 4a, 4b und 4c gezeigt werden,
gleichartig und erzeugen dieselben Wirkungen, weshalb die Beschreibung
davon ausgelassen wurde.
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In
dem in den 6a bis 6c gezeigten dritten
Ausführungsbeispiel
ist der Steckdosenstecker 12, der den Detektionsklemmen
entspricht, kürzer
als die Kupplungsstecker 3 der Leistungsklemmen, wohingegen
ihre jeweiligen Kupplungssteckdosen 4, 13 alle
dieselbe Länge
haben.
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Die
Positionen A, B und C dieses dritten Ausführungsbeispiels, die jeweils
in den 6a, 6b und 6c gezeigt
werden, sind denen der Positionen A, B und C des ersten Ausführungsbeispiels,
die in den 4a, 4b und 4c gezeigt
werden, gleichartig und erzeugen dieselben Wirkungen, weshalb die
Beschreibung davon ausgelassen wurde.
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Die 7a bis 7c zeigen
ein viertes Ausführungsbeispiel,
in dem die Leistungsklemmen die Form von zwei Paaren von Kupplungssteckern 3 und
Kupplungssteckdosen 4 annehmen, wohingegen die Detektionsklemmen
einen elektrisch leitfähigen Teil 30,
der an dem ersten elektroisolierenden Träger befestigt ist, und zwei
beabstandete leitende Streifen 32a, 32b enthalten,
die an dem zweiten Träger 2 des Verbinders
in einer derartigen Position befestigt sind, dass der elektrisch
leitfähige
Teil 30 während
des Verbindens und der Trennung des ersten und des zweiten Trägers 1, 2 die
Streifen 32a, 32b überlappt und überbrückt. Im
Inneren des zweiten Trägers 2 sind
zwei Verzweigungen 31a, 31b des elektrischen Detektionskreislaufs,
die mit dem Masseanschluss 14 und dem Verbindungskanal 15 zu
der elektronischen Einheit 20 verbunden sind, angeordnet.
In diesem vierten Ausführungsbeispiel
enthält
der zweite Träger 2 einen
einzigen elastischen Arm 22 mit einem vorstehenden Teil 21 und
der erste Träger 1 enthält die erste
und die zweite Raste 23a, 23b auf der entsprechenden
Seite.
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In
einer ersten Position A, die in der 7a gezeigt
wird, sind der erste und der zweite elektroisolierende Träger 1, 2 verbunden,
der vorstehende Teil 21 ist in die zweite Raste 23b aufgenommen
und die Leistungsklemmen 3, 4 sind vollständig verbunden. Der
elektrisch leitfähige
Teil seinerseits, der die Form eines elastischen vorstehenden Teils
annimmt, ist in eine Raste 33 aufgenommen, die auf dem
zweiten Träger 2 des
Verbinders 11 in einem angemessenen Abstand von den zwei
leitenden Streifen 32a, 32b, die zusammen eine
weitere Raste oder Ausnehmung bilden, ausgebildet. Dementsprechend
ist der durch die beiden Verzweigungen 31a, 31b gebildete
elektrische Detektionskreislauf offen und es zirkuliert kein Strom
zwischen dem Masseanschluss 14 und dem Verbindungskanal 15.
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In
einer in der 7b gezeigten Zwischenposition
B ist das vorstehende Teil 21 in die erste Raste 23a aufgenommen
und die Leistungsklemmen 3, 4 bleiben verbunden.
Im Gegensatz dazu ist der elektrisch leitfähige Teil 30 in die
Raste oder Ausnehmung aufgenommen, die zwischen den zwei leitenden
Streifen 32a, 32b ausgebildet ist, die einen Brückenkontakt
zwischen ihnen bilden, so dass der elektrische Detektionskreislauf,
der durch die zwei Verzweigungen 31a, 31b gebildet
wird, geschlossen wird und Strom von dem Masseanschluss 14 durch den
Verbindungskanal 15 bis zu der elektronischen Einheit 20 zirkuliert.
Dies erzeugt beim Wechseln von einer Situation der maximalen Impedanz
in dem Ableiter 15 zu einer Situation der minimalen Impedanz, abweichend
von der Verbindung zu dem Masseanschluss 14, ein Detektionssignal,
d. h. entgegengesetzt, wie unter Bezugnahme auf die 1 beschrieben.
Auf Grund des Signals schaltet das System den Leistungsstrom zu
dem Kreislauf 5, 6 ab. Dementsprechend geht in
der Zwischenposition B, obwohl die Leistungsklemmen 3, 4 wechselseitig
verbunden sind, kein Strom durch diese und sie sind nicht stromführend.
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In
einer zweiten Position, die in der 7c gezeigt
wird, verlieren die Träger 1, 2 des
Verbinders 11 wechselseitig Kontakt und die Leistungsklemmen 3, 4 werden
getrennt, ohne dass das Risiko des Erzeugens eines Lichtbogens besteht,
da kein Strom durch sie hindurchgeht. Der elektrisch leitfähige Teil 30 beendet
das Herstellen von Kontakt zwischen den zwei leitenden Streifen 32a, 32b,
so dass der durch die Verzweigungen 31a, 31b gebildete
Detektionskreislauf erneut offen ist.
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Es
ist ersichtlich, dass in den offenbarten Ausführungsbeispielen, die Detektionskontakte 12, 13 und 30, 31a, 31b,
die einem Hilfsstromkreis zugehörig
sind, zusätzlich
zu den Leistungsklemmen 3, 4 eingefügt sind.
Der Trennungsvorgang des ersten und des zweiten elektroisolierenden
Trägers 1, 2 des Verbinders 11 wird
mit Hilfe der Rastenkonfiguration bevorzugt in zwei Schritten ausgeführt. In
einem ersten Schritt tritt eine Verschiebung zwischen dem ersten
und dem zweiten Träger 1, 2 ein,
bis in dem Trennungsablauf eine Schwelle überwunden wird, wodurch eine
vorübergehende
oder dauerhafte Trennung oder Verbindung der Detektionskontakte 12, 13, 31a, 31b erzeugt
wird, ohne dass eine Trennung der Leistungsklemmen 3, 4 vorhanden
ist. Diese vorübergehende
oder dauerhafte Trennung der Detektionskontakte 12, 13, 31a, 31b erzeugt
ein Signal, das durch die Steuereinheit verwendet wird, um den Strom
zu den Leistungsklemmen 3, 4 abzuschalten. In
einem zweiten Trennungsschritt wird die endgültige Trennung des Paares von
Leistungsklemmen 3, 4 erzeugt, ohne dass das Risiko
besteht, dass ein Lichtbogen erzeugt wird, da kein Strom mehr durch diese
geht.
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Die
wesentlichen Merkmale der Erfindung sind in Anspruch 1 dargelegt
und bevorzugte Merkmale in den abhängigen Ansprüchen.