DE69401606T2

DE69401606T2 - Elektrische Verbinder insbesondere Verbinder zum Laden von Akkus

Info

Publication number: DE69401606T2
Application number: DE69401606T
Authority: DE
Inventors: Joseph Crestin
Original assignee: Societe dExploitation des Procedes Marechal SEPM SA
Current assignee: Societe dExploitation des Procedes Marechal SEPM SA
Priority date: 1993-04-09
Filing date: 1994-04-01
Publication date: 1997-06-12
Anticipated expiration: 2014-04-02
Also published as: CZ81894A3; JP3338552B2; EP0619628A1; KR100302658B1; HU216361B; CN1101762A; EP0619628B1; US5478249A; FR2703844A1; CZ286026B6; AU678799B2; AU5794194A; FR2703844B1; HU9400985D0; DE69401606D1; ES2097009T3; CA2120870C; CN1072403C; JPH076814A; HUT70241A

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Steckverbindung und insbesondere einen Ladestecker.
Eine Steckverbindung wird durch eine bewegliche Steckeraufnahme, die mit einem biegsamen Kabel verbunden ist und einen Steckersockel gebildet, der Teil eines Verbrauchergerätes ist.
Die bewegliche Steckeraufnahme ist über ihr Kabel an eine Versorgungsvorrichtung angeschlossen.
Um einen Ladestecker zu bilden genügt es daher, daß der Sockel ein Teil des aufzuladenden Gerätes ist oder mit diesem verbunden ist.
Das aufzuladende Gerät kann beispielsweise eine Akkumulatorenbatterie für Kraftfahrzeuge oder andere elektrische Systeme sein.
Darum soll der Ausdruck Ladestecker verstanden werden als eine Steckverbindung, wie sie oben definiert ist, abgesehen davon, daß der mit der Akkumulatorenbatterie verbundene Sockel auch unter Spannung stehen kann.
Die bekannten Steckverbindungen sind oft in der Anwendung wenig praktisch und erfordern schwierige Ankopplungsmanöver mit koaxialen Translations- und/oder Rotationsbewegungen der Steckeraufnahme im Sockel. Außerdem ist es oft erforderlich, beträchtliche Kräfte aufzuwenden, was die Manöver kompliziert macht.
Diese Schwierigkeiten stellen große Nachteile für die obengenannte Anwendung dar, nämlich das Aufladen eines elektrischen Kraftfahrzeugs, weil dieses durch den Benutzer selbst durchführbar sein soll.
Außerdem sollte man, wenn man Steckverbindungen für langsame Aufladung, beispielsweise zur Durchführung einer Aufladung im Haus des Benutzers, vorsehen kann, auch Steckverbindungen ins Auge fassen, die auch eine schnelle Aufladung vertragen können, wie sie beispielsweise in einer speziellen Versorgungsstation durchgeführt wird.
Allgemein ist ein Ladestecker mit Pilotkontakten versehen, die dazu bestimmt sind, eine Unterbrechungsvorrichtung anzusteuern, welche stromaufwärts vom Sockel und/oder der beweglichen Steckeraufnahme derart angeordnet ist, daß sie einen Schalter steuert. Denn neben dem ganzen Problem des Schutzes für die Kontakte ist es vorteilhaft, wenn der Anschluß und die Trennung der Leistungskontakte im spannungslosen Zustand durchgeführt wird. Dafür genügt es, wenn die Pilotkontakte auf den Schalter derart einwirken, daß dieser den Kreis nach dem Anschluß der Leistungskontakte schließt und im Gegensatz dazu den Kreis vor der Trennung der besagten Kontakte öffnet. Eine derartige Maßnahme ist nicht einfach zu realisieren.
Wenn man versucht einen Aspekt einer Steckverbindung zu verbessern, so bringt die übernommene Lösung häufig Nachteile für die anderen zu behandelnden Aspekte mit sich. Deshalb hat sich der Erfinder darum bemüht eine Vorrichtung zu schaffen, die insgesamt praktisch und sicher ist.
Es sind bereits gewisse Verbindungsvorrichtungen bekannt mit zwei Verbindungselementen, von denen eines beweglich ist und die so ausgebildet sind, daß sie miteinander gekoppelt und voneinander entkoppelt werden können und bei denen einander entgegenwirkende Kontakte, mit denen sie ausgerüstet sind, miteinander in Verbindung gebracht oder voneinander getrennt werden können, wobei mindestens die Kontakte des nicht beweglichen Elements Kontaktstücke aufweisen, die sich parallel zueinander erstrecken und eine Verbindungsrichtung definieren, während das Koppeln und Entkoppeln durch Drehung des beweglichen Elements im anderen Element um eine Achse bewirkt wird, die geometrisch senkrecht zur besagten Verbindungsrichtung angeordnet ist.
Dies ist mindestens teilweise der Fall bei der Vorrichtung, die in dem Patent US-36 68 605 beschrieben ist.
Dennoch sind diese Vorrichtungen zur Bildung einer Steckverbindung, wie sie oben definiert ist, oder gar zur Bildung eines Ladesteckers, weder vorgesehen noch dafür ausgerüstet.
Der Erfinder hat eine Steckverbindung beabsichtigt mit zwei Verbindungselementen, wie sie oben definiert sind, wobei das bewegliche Element als Steckeraufnahme und das andere Element als Steckersockel ausgebildet ist.
Um insbesondere, aber nicht ausschließlich einen Ladestecker aufzubauen, sieht die Erfindung vor, daß das bewegliche Element als Steckeraufnahme und das andere als Steckersockel ausgebildet ist, und daß der Sockel mit einem Schutzelement versehen ist, welches im Ruhezustand die Kontaktstücke des besagten Sockels abdeckt und das drehbar derart in diesem angeordnet ist, daß es durch die bewegliche Steckeraufnahme im Verlauf des Koppelns zur Drehung gebracht wird, während das besagte Schutzelement zwei Flügel aufweist, die gegeneinander verschiebbar sind und die jeweils mit mindestens soviel Öffnungen versehen sind, wie Kontaktstücke im Sockel vorhanden sind, und die in der gleichen Weise angeordnet sind, wobei die Flügel im Ruhezustand derart zueinander angeordnet sind, daß die besagten Öffnungen gegeneinander verschoben sind und Mittel vorgesehen sind zum gegenseitigen Verschieben der Flügel im Verlauf des Koppelns bis zum Erreichen eines Nebeneinanderliegens der besagten Öffnungen, die dann von den Kontaktstücken des Sockels durchquert werden können.
Außerhalb des besonderen Problems des Schutzes der blanken Kontakte kann das Schutzelement für den Benutzer zumindest von psychologischer Bedeutung sein oder selbst schon einen Schutz gegen Witterungseinflüsse darstellen.
In vorteilhafter Weise weist das Schutzelement mindestens ein Mittel zur Verriegelung in der Anfangsstellung auf, das jede Drehung verhindert, und das besagte Mittel ist durch die bewegliche Steckeraufnahme im Verlauf ihres Koppelns entriegelbar, während die Mittel, welche die gegenseitige Verschiebung der Flügel des Sockels bewirken, derart ausgebildet sind, daß die besagte Verschiebung im Verlauf der Drehung wenigstens der beweglichen Steckeraufnahme bewirkt wird.
In diesem Falle ist es vorzuziehen, wenn die Mittel, welche die gegenseitige Verschiebung der Flügel des Sockels bewirken und/oder aufrechterhalten, mindestens eine im Sockel angeordnete feste Kurvenführung aufweisen, sowie mindestens einen Betätigungsfinger, der an einem der Flügel befestigt und dazu bestimmt ist, mit der besagten Kurvenführung zusammenzuwirken.
Gemäß einer Ausführungsform, die, wie schon gesagt, ein Mittel zum Verriegeln des Schutzelements in der Anfangsstellung aufweist, ist das besagte Mittel durch den Betätigungsfinger gesichert, der an einem Teil der festen Kurvenführung zur Anlage kommt, und der durch die Steckeraufnahme im Verlauf ihres Koppelns in die Entriegelungsstellung geführt wird, wobei diese gleichzeitig die gegenseitige Verschiebung der Flügel bewirkt und die Verschiebung durch das Zusammenwirken des Fingers und der Kurvenführung fortgesetzt und/oder aufrechterhalten wird.
Es ist jedoch klar, daß das Mittel zum Verriegeln in der Anfangsstellung von dem Mittel, welches die gegenseitige Verschiebung der Flügel bewirkt, unabhängig sein kann.
Gemäß der Erfindung ist außerdem für die bewegliche Steckeraufnahme eine gekrümmte Frontpartie vorgesehen, sowie seitliche Vorsprünge, ein Eingriffs- und Verriegelungsmittel im Sockel, ... . Ebenso kann das Schutzelement eine gekrümmte Grundplatte, mindestens einen Führungsvorsprung sowie Rückstellfedern aufweisen, wobei all diese Mittel weiter unten ausführlicher beschrieben werden.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steckeraufnahme mit Kontakten versehen, die in Schächten angeordnet sind, deren Eintrittsöffnungen im Ruhezustand durch einen Schutzflügel verdeckt sind, welcher verschiebbar montiert und mit mindestens so viel Öffnungen versehen ist, wie Kontakte in der Steckeraufnahme vorhanden sind, und die in der gleichen Weise angeordnet sind, während der Sockel mit geeigneten Mitteln versehen ist, um die Verschiebung des Flügels der Steckeraufnahme zu ermöglichen derart, daß im Verlauf des Koppelns die Öffnungen des besagten Flügels neben den Kontakten der Steckeraufnahme liegen. Man versteht daher, daß die Steckeraufnahme sowie der Steckersockel geschützt sind .
In diesem Falle weisen vorzugsweise die Mittel des Sockels zum Bewirken der Verschiebung des Flügels der Steckeraufnahme mindestens einen festen Anschlag auf, welcher derart angeordnet ist, daß er die Rückseite des besagten Flügels beansprucht, indem er ihn im Verlauf der Drehung der besagten Steckeraufnahme nach vorne drückt, wobei für den Durchtritt des besagten Anschlags entsprechende Öffnungen in den Flügeln des Schutzelements vorgesehen sind, während der Flügel der Steckeraufnahme im Ruhezustand durch mindestens ein elastisches Mittel verriegelt ist, welches im Verlauf des Koppelns durch Beanspruchung von mindestens einem geeigneten Mittel her versenkbar ist. Dieses kann beispielsweise durch einen Führungsvorsprung gebildet werden, der zur Positionierung der besagten Steckeraufnahme vorgesehen ist.
Eine Steckverbindung und insbesondere ein Ladestecker nach der Erfindung, bei welcher der Sockel und die Steckeraufnahme jeweils mit mindestens einem Pilotkontakt versehen sind, der dazu bestimmt ist, eine Unterbrechungsvorrichtung anzusteuern, welches stromaufwärts eines der Elemente angeordnet ist, kann außerdem dadurch gekennzeichnet sein, daß jeder Pilotkontakt an dem entsprechenden Element in einer größeren Entfernung von der geometrischen Drehachse der Steckeraufnahme angeordnet ist, als die Leistungskontakte des besagten Elements derart, daß beim Koppeln der Elemente durch Drehung die Verbindung des Pilotkontakts eines Elements mit dem entsprechenden Pilotkontakt des anderen Elements erst nach der Verbindung der Leistungskontakte stattfindet, und umgekehrt beim Entkoppeln der besagten Elemente das Lösen der besagten Pilotkontakte voneinander vor dem Lösen der Leistungskontakte stattfindet.
Diese Anordnung ist besonders vorteilhaft, weil man notwendigerweise eine richtige Reihenfolge der Verbindung zwischen den Pilotkontakten und den Leistungskontakten erhält.
Im Falle eines Ladesteckers für ein Kraftfahrzeug ist der Sockel dazu vorgesehen, am Kraftfahrzeug angeordnet zu werden und die bewegliche Steckeraufnahme ist dazu vorgesehen, mit einer elektrischen Versorgungseinrichtung verbunden zu werden.
Die Kontakte können unterschiedlicher Natur sein, aber gemäß einer Ausführungsform sind die Kontakte von mindestens einem der Elemente Druckkontakte.
In vorteilhafter Weise weisen mindestens bestimmte der Kontakte an mindestens einem der Elemente elastisch bewegliche Kontaktklemmen auf, die an Verbindungskabeln befestigt sind, welche auf der Höhe der besagten Klemmen senkrecht zur Verbindungsrichtung angeordnet sind.
Es ist klar, daß, wenn die Erfindung auch allgemein eine Steckverbindung und spezieller einen Ladestecker betrifft, die Erfindung außerdem den Steckersockel und die bewegliche Steckeraufnahme für sich genommen umfaßt.
Bei der Lektüre der nachfolgenden Beschreibung, die sich auf die beigefügten Zeichnungen bezieht, wird die Erfindung besser verstanden und weitere Einzelheiten treten hervor.
In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 in perspektivischer Darstellung einen Steckersockel nach der Erfindung und zwei Ausführungsformen einer beweglichen Steckeraufnahme,
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Schutzelements nach der Erfindung von hinten,
Fig. 3 eine Aufsicht auf die bewegliche Steckeraufnahme von oben,
Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 3,
Fig. 5 bis 12 schematisch im Schnitt die verschiedenen Phasen des Koppelns einer beweglichen Steckeraufnahme mit ihrem Steckersockel, welche so die Funktionsweise der verschiedenen Elemente zeigen,
Fig. 13 einen Längsschnitt durch den Sockel und einen Teil einer Steckeraufnahme nach der Erfindung in der Verbindungsstellung.
Eine Steckverbindung nach der Erfindung besitzt eine bewegliche Steckeraufnahme, von der zwei Ausführungsformen 1,1' in den Zeichnungen dargestellt sind, sowie einen Steckersockel 2. Bei einem Ladestecker für ein elektrisches Kraftfahrzeug ist der Steckersockel 2 dazu bestimmt, an dem besagten Kraftfahrzeug angeordnet zu sein und mit der Akkumulatorenbatterie verbunden zu sein, während die Steckeraufnahmen 1,1' dazu vorgesehen sind, an eine elektrische Versorgungseinrichtung angeschlossen zu sein.
In Fig. 1 sind zwei Steckeraufnahmen 1 und 1' dargestellt, während die Fig. 5 bis 12 die Steckeraufnahme 1 und die Fig. 13 die Steckeraufnahme 1' zeigen.
Tatsächlich sind die Unterschiede zwischen den Steckeraufnahmen 1 und 1' hauptsächlich durch ihre Funktionen bedingt, wobei durch die unterschiedlichen Abmessungen die Steckeraufnahme 1 beispielsweise für eine langsame Aufladung gedacht ist, während die Steckeraufnahme 1' eine schnelle Aufladung sicherstellen kann, beispielsweise mittels einer elektrischen Anschlußklemme, die zu diesem Zweck vorgesehen ist. In jedem Fall besitzen die besagten Steckeraufnahmen beide eine Hakenform, um ihre Handhabung zu erleichtern.
Die Kontakte des Sockels 2 besitzen die Form von zueinander parallelen Stiften, wie beispielsweise 3, 3' in den Fig. 5 bis 13, wobei 3 beispielsweise ein Leistungskontakt oder Phasenkontakt ist und 3' ein Pilotkontakt, von dem weiter unten die Rede sein wird (es existieren jedenfalls so viel Kontakte, wie gewünscht werden).
Die bewegliche Steckeraufnahme besitzt Gegenkontakte, wie beispielsweise die in Fig. 13 dargestellten Kontakte 4, 4', die dazu bestimmt sind, mit den oben erwähnten Kontakten des Sockels verbunden zu werden (der Kontakt 4 ist beispielsweise ein Leistungskontakt und der Kontakt 4' ein Pilotkontakt).
Die Fig. zeigen gut, daß die Kontakte 3, 3' des Sockels aus der oberen Oberfläche des Sockels 2 herausragen, während die Kontakte 4, 4' der beweglichen Steckeraufnahme 1, 1' im Inneren von Schächten angeordnet sind, wie es beispielsweise die Fig. 13 zeigt, und daher nicht nach außen herausragt..
Im Sockel 2 ist ein Schutzelement 5 montiert, das in den Fig. 1 und 2 genauer erkennbar ist.
Das Element 5 ist im Sockel 2 mittels Zapfen 6a, 6b (Fig. 2) drehbar montiert, die dazu bestimmt sind, mit geeigneten Lagern des Sockels 2 in Eingriff zu geraten.
Das Schutzelement 5 besitzt die Form eines zum Äußeren des Sockels hin offenen Keils und ist mit einer gekrümmten Grundplatte 7 versehen, die fest, oder wie hier einstückig, mit einem Basisflügel 8 verbunden ist, an dem verschiebbar ein Oberflügel 9 (Fig. 2) befestigt ist. Wie es Fig. 2 gut zeigt, sind die Drehzapfen 6a und 6b in der Nähe des freien Randes des Basisflügels 8 angeordnet. Das Element 5 trägt außerdem hier Seitenwände, die den Flügel 8 mit der Grundplatte 7 verbinden.
Wie die Zeichnungen, und insbesondere die Fig. 1, 2 und 11 bis 13 zeigen, sind die Flügel 8 und 9 mit Öffnungen wie beispielsweise 10 und 10' für den Flügel 8 (Fig. 1 und Fig. 11 bis 13) und 11, 11' für den Flügel 9, wie schematisch in Fig. 2 und den Fig. 11 bis 13 dargestellt, versehen.
Der Oberflügel 9 trägt außerdem zwei seitliche Finger 12a, 12b die dazu bestimmt sind, mit Kurvenführungen, wie beispielsweise die Kurvenführung 13a des Sockels (die andere Kurvenführung ist in den Zeichnungen nicht sichtbar) zusammenwirken, wie weiter unten näher erläutert wird (lediglich der Zapfen 12b und die Kurvenführung 13b sind in den Fig. 5 bis 13 sichtbar und der Zapfen ist weiterhin aus Gründen der Klarheit der Zeichnungen im Schnitt dargestellt).
Der Flügel 9 kann sich auf dem Flügel 8 verschieben, wobei er durch eine Feder 14 (genauer erkennbar in Fig. 2) in seine Ruhestellung zur Öffnungsseite des Sockels 2 hin gedrückt wird.
Die Öffnungen 10, 10' des Flügels 8 und die Öffnungen 11, 11' des Flügels 9 sind in derselben Weise angeordnet, wie die Kontakte 3, 3' des Sockels. Außerdem sind sie anfänglich derart positioniert, daß sie nicht nebeneinander liegen, wie dies Fig. 1 zeigt.
Das Schutzelement 5 ist, wie bereits gesagt, über seine Zapfen 6a, 6b im Sockel 2 angeordnet, aber derart, daß im Ruhezustand die Flügel 8 und 9 einen Öffnungswinkel mit der oberen Wand des Sockels 2 bilden, aus der die Kontakte 3, 3' herausragen. Diese Anfangsposition wird in elastischer Weise durch Federn bewirkt, wie beispielsweise die in den Fig. 1 und 12 sichtbare Feder 15 (eine weitere Feder ist in symmetrischer Weise an der anderen Seite vorgesehen).
So erkennt man, daß die Kontakte 3, 3' des Sockels im Ruhezustand verdeckt und geschützt sind.
Im übrigen erkennt man auch, daß die Finger 12a und 12b des Flügels 9 sich in dieser Anfangsposition im Anschlag an einem entsprechenden Teil der Kurvenführungen, wie beispielsweise der Kurvenführung 13b, befinden, wie dies die Fig. 1 und 5 bis 7 gut zeigen, wodurch das Schutzelement 5 gegen Rotation verriegelt ist.
Die Steckeraufnahme 1, 1' trägt an ihrem Oberteil einen Flügel 16 (Fig. 3 und 10 bis 13) der mit Öffnungen, wie beispielsweise 17, 17' versehen ist, die in der gleichen Art und Weise angeordnet sind wie die Kontakte 4, 4', mit denen die Steckeraufnahme versehen ist.
Der Flügel 16 ist verschiebbar im Kopfteil der Steckeraufnahme derart angeordnet, daß er nach vorne verschoben werden kann. Der Flügel 16 ist anfänglich so angeordnet, daß er alle Kontakte 4, 4' der Steckeraufnahme abdeckt. Er wird in diese Position durch mindestens eine Feder 18 und vorzugsweise zwei Federn (Fig. 4 und schematisch in Fig. 11) gedrückt, während er außerdem durch eleastische Laschen 19a, 19b verriegelt ist, welche im Ruhezustand in Aussparungen 20a, 20b (Fig. 1, 3 und 5 bis 9) eingreifen, die in der Steckeraufnahme angeordnet sind und von denen weiter unten die Rede sein wird.
Außerdem ist der Sockel 2 mit Führungsvorsprüngen, wie beispielsweise dem Vorsprung 21b, der in den Fig. 1 und 5 bis 9 sichtbar ist, versehen (ein anderer Finger ist symmetrisch an der anderen Seite angeordnet), die vor den Fingern 12a und 12b des Oberflügels 9 des Schutzelements 5 angeordnet sind.
Weiterhin ist, wie es die Fig. 1 und 3 zeigen, die Steckeraufnahme mit seitlichen Vorsprüngen 22a, 22b versehen, die dazu bestimmt sind, in Aufnahmen 23a, 23b (Fig. 1) des Schutzelements einzugreifen, wie weiter unten näher erläutert wird.
Zur Beendigung dieser ersten Phase der Beschreibung wird auch darauf hingewiesen, daß der Sockel 2 mit zwei Anschlägen versehen ist, von denen ein einziger 24b in den Fig. 5 bis 12 sichtbar ist, der entsprechende Öffnungen in den Flügeln 8 und 9 durchgreifen kann, wie beispielsweise die Öffnung 25b im Flügel 8 der Fig. 1 und 10. Die Anschläge, wie beispielsweise der Anschlag 24b sind dafür vorgesehen, an entsprechende Zonen 26a, 26b (Fig. 3 und 4) des Flügels 16 der Steckeraufnahme anzustoßen.
Man kann in den Zeichnungen weiterhin sehen, daß die Steckeraufnahme 1, 1' mit einem Haken 27 versehen ist, der, wie bei der Steckeraufnahme 1 der Fig. 1 und 13 mittels eines Hebels 28 oder wie bei der Steckeraufnahme 1' durch seitliche Mitnehmer 28'a und 28'b betätigbar ist.
Der Haken 27 ist dazu bestimmt, mit einem Fenster 29 des Sockels zusammenzuwirken, das gegenüber der Rotationsachse des Schutzelements 5 angeordnet ist. Schließlich kann man noch feststellen, daß die Steckeraufnahme 1, 1' eine gekrümmte Form 30 aufweist, die dazu bestimmt ist, sich an eine entsprechende Form der Grundplatte 7 anzupassen und daß das vordere Ende 31 der besagten Steckeraufnahme gekrümmt ist und eine Art Kurvenführung bildet, von der weiter unten die Rede sein wird.
Die Funktionsweise wird bei der Lektüre der folgenden Beschreibung der Kopplungsmanöver, wie sie in den Fig. 5 bis 13 aufgegliedert sind, gut verstanden werden.
Die Fig. 5 bis 13 sind natürlich schematisch gehalten und zeigen in spezieller Weise nur die charakteristischen Elemente, welche die Stellung der Elemente kennzeichnen.
Aus diesem Grunde ist auch in jeder der Darstellungen, mit Ausnahme der Fig. 5, die Anzahl der Bezugszeichen freiwillig begrenzt worden und nur die zweckdienlichen Bezugszeichen sind aufrechterhalten worden.
Die Fig. 5 zeigt das Einbringen der Steckeraufnahme 1 in das Schutzelement 5 des Sockels 2, wobei das besagte Element in Bezug auf Drehung durch den Finger 12b des Flügels 9 blockiert ist, der sich an einer geeigneten Zone der Kurvenführung 13b abstützt.
In Fig. 6 erkennt man das Einsetzen der Steckeraufnahme mittels ihrer in den entsprechenden Aufnahmen, wie beispielsweise 23b angeordneten Vorsprünge, wie beispielsweise 22b.
Diese Phase ist wichtig und die Fig. 6 zeigt außerdem, daß die Form der Aufnahme 20b, in welche der Führungsvorsprung 21b des Schutzelements eingreifen soll, ebenso wie die Form der Aufnahme 23b derart sind, daß, wenn die Steckeraufnahme sich nicht präzise in dieser Stellung befindet, eine komplementäre Drehung der Steckeraufnahme diese aus dem Element 5 herausspringen läßt. Wenn dagegen die Steckeraufnahme von Anfang der Drehung an richtig positioniert ist, kann sie nicht aus dem Element 5 herausspringen.
Es ist sehr wichtig anzumerken, daß von diesem Einsetzen ab alle Organe durch eine Drehung der Steckeraufnahme 1 im Sockel gesteuert werden.
Vom Beginn der Drehung der Steckeraufnahme (Fig. 7) an positioniert der in die Aufnahme 20b eingreifende Vorsprung 21b die Elemente korrekt ineinander. Außerdem kann man in dieser Figur sehen, daß das gekrümmte vordere Ende 31 der Steckeraufnahme mit dem Finger 12b des Flügels 9 in Kontakt gerät.
In Fig. 8 setzt sich die Drehung der Steckeraufnahme fort und ihr Ende 31 setzt den Finger 12b des Flügels 9 in Bewegung, so daß der besagte Finger die Verriegelungszone der Kurvenführung 13b verläßt (die Zone der geneigten Ebene in den Zeichnungen). Man erkennt, daß das Element 5 dann in Bezug auf Rotation entriegelt ist, ebenso wie der Flügel 16 der Steckeraufnahme (in besonderer Weise in Fig. 3 sichtbar) in Bezug auf Translation entriegelt ist dank des Führungsvorsprungs 21b, welcher, indem er vollständig in die Aufnahme 20b aufgenommen ist, daß Einziehen oder Verschwinden der eleastischen Verriegelungsklaue 19b, die in Fig. 3 sichtbar ist, hervorruft (dasselbe geschieht natürlich an der anderen Seite für die Klaue 19a). Man begreift auch, daß, wenn die Translationsbewegung des Fingers 12b eine Entriegelung des Elements 5 ermöglicht, diese Translationsbewegung natürlich auch diejenige des Flügels 9 gegenüber dem Flügel 8 betrifft.
Die Fig. 9 zeigt den Beginn der Drehung der gesamten Steckeraufnahme und des Elementes 5. Die Form der Kurvenführung 13b ermöglicht es, dem Finger 12b die Translationsbewegung des Flügels 9 auf den Basisflügel 8 (Zone der im wesentlichen horizontalen Kurvenführung ist in den vorangegangenen Figuren sichtbar und gegebenenfalls Anfang des gekrümmten Teils der besagten Kurvenführung) derart zu begrenzen, daß die Kontakte des Sockels die besagten Flügel durchqueren können, wie weiter unten erläutert wird. Man sieht gut, daß, ausgehend von dieser Position die bewegliche Steckeraufnahme nicht mehr mit dem Finger 12b in Kontakt ist und die Relativposition der Flügel 8 und 9 nunmehr im Verlauf der Drehbewegung, die folgt, dank der geeigneten Kurvenform der Kurvenführung aufrechterhalten wird. Jedenfalls kann man mit passenden Formen der Steckeraufnahme und des Fingers 12b zusammen mit einer geeigneten Konfiguration eine Translationsbewegung des Flügels 9 allein gegenüber der Steckeraufnahme erreichen, wobei, wenn die Kurvenführung auf einen Verriegelungsanschlag gegenüber Rotations reduziert ist, diese noch dazu durch ein anderes Mittel ersetzt werden kann.
Die Fig. 10 zeigt die Abfolge der Drehbewegungen. In dieser Figur sind die Flügel 8 und 9 mit ihren Öffnungen 10, 10'; 11, 11' dargestellt und es ist weiterhin der Flügel 16 der Steckeraufnahme, der ebenfalls mit seinen Öffnungen 17, 17' versehen ist, dargestellt. Die besagten, obengenannten Öffnungen und der Flügel 16 sind in den vorangegangenen Fig. 5 bis 9 nicht sichtbar, wo hingegen sie in Fig. 10 und den folgenden Fig. 11 bis 13 sichtbar sind.
In Fig. 10 kann man weiterhin den Anschlag 24b sehen, der, wie schon gesagt, geeignete Öffnungen 25b der Flügel 8 und 9 durchquert und sich hinten am Flügel 16 der Steckeraufnahme abstützt (an einem geeigneten Teil 26b wie oben anhand von Fig. 2 beschrieben).
Wie nunmehr Fig. 11 zeigt, hat der Anschlag 24b die Verschiebung des Flügels 16 nach vorne bewirkt, bis seine Öffnungen 17, 17' praktisch den Öffnungen 10, 10'; 11, 11' der Flügel 8 und 9 für den Durchtritt der Kontakte 3, 3' des Sockels gegenüberliegen, wie man in den Fig. 11 bis 13 erkennen kann.
In den Fig. 12 und 13, welche die Endposition des Ankoppelns darstellen, sieht man gut, wie die Kontakte 3 und 3' des Sockels die Flügel 8, 9 und 16 vollständig durchqueren. Man erkennt außerdem den Haken 27 der Steckeraufnahme 1 im Fenster 29 des Sockels derart, daß die besagte Steckeraufnahme im Sockel festgehalten ist.
Außerdem zeigt Fig. 13, von der weiter unten die Rede sein wird, die elektrische Verbindung zwischen den Kontakten 3, 3' des Sockels und den Kontakten 4, 4' der Steckeraufnahme.
In der Fig. 13 ist ein Druckkontakt 4' dargestellt mit Feder und Litze am Ende, sowie ein weiterer speziellerer Kontakt 4.
Wie diese Figur zeigt, wird der Kontakt 4 durch eine am blanken Ende eines Kabels 32 befestigte Kontaktklemme gebildet, die von einer Feder 33 beaufschlagt ist, wobei die Beweglichkeit des Kontaktes 4 durch das Ausfedern des besagten Kabels 32 ermöglicht wird, dessen Ende in der Verbindungsstellung im wesentlichen senkrecht zu den Gegenkontakten 3 des Sockels verläuft.
Obwohl das dargestellte Beispiel einen Leistungskontakt 4 dieser Art genauer darstellt, könnte es sich ebenso um die Pilotkontakte 4' oder alle Kontakte handeln, bei denen die Nachteile vermieden werden, auf die man bei Litzenkontakten stoßen kann.
Es ist klar geworden, daß die einzige Bedienungsbewegung zum Ankoppeln der Steckeraufnahme beim dargestellten Ausführungsbeispiel in vorteilhafter Weise eine einfache Drehbewegung ist. Indessen kann dieser Drehbewegung eine erste Translationsbewegung vorausgehen, um beispielsweise die Elemente zu entriegeln und/oder die Translationsbewegung des Flügels der Steckeraufnahme zu bewirken. Der Erfinder hat nach einer innovativeren Verwirklichung gesucht, welche die Handhabungen vereinfacht.
Die Drehbewegung ist weiterhin vorteilhaft wegen der großen Kraft die man entfalten kann, aufgrund der leicht ein ausreichender Kontaktdruck erhalten werden kann.
Weiterhin erreicht man wegen der Verbindung auf einem Kreisbogen am Ende der Bewegung eine Reibung und damit eine Selbstreinigung der Kontaktenden.
Aus der dargestellten Stellung der Kontakte ist ersichtlich, daß die Verbindung der Leistungskontakte 3 und 4 vor der Verbindung der Pilotkontakte 3', 4' stattfindet.
Zum Entkoppeln der Elemente genügt es, nach dem Entriegeln der Steckeraufnahme durch Betätigung des Hebels 28 oder eines der Mitnehmer 28a, 28b (Fig. 1), die umgekehrten Manöver durchzuführen.
Bei diesem Entkoppelungsvorgang erhält man wiederum eine Kontaktreibung und andererseits eine umgekehrte Reihenfolge der Trennung, d.h. erst eine Trennung der Pilotkontakte und darauf folgend diejenige der Leistungskontakte.
Auf diese Weise wird zwangsläufig die gewünschte Reihenfolge der Verbindung und Trennung der verschiedenen Kontakte eingehalten, wobei die Schrittfolgen der Verbindung und Trennung außerdem durch eine gegenseitige Verschiebung der Kontakte festgelegt ist, deren Enden nicht notwendig alle in der gleichen Ebene liegen.
Man erkennt, daß bei der Rückführung in die Anfangsposition der Flügel 16 der Steckeraufnahme durch Federn, wie beispielsweise die Feder 18 der Fig. 4 und 11 beaufschlagt wird, und das Element 5 durch Federn, wie beispielsweise 15 (Fig. 1 und 12) in eine Drehbewegung versetzt wird. Schließlich verschiebt sich der Flügel 9 im inversen Sinn gegenüber dem Flügel 8 zur erneuten Verriegelung des Elementes 5 dank der Feder 14, die in fast allen Zeichnungen sichtbar ist, aber insbesondere in Fig. 2.
Wenn, wie dies die Fig. 1 deutlicher zeigt, der Führungsvorsprung 21b den Zugriff des Fingers 12b teilweise behindert, indem er ihn abdeckt, zeigt Fig. 2, daß eine einseitige Beaufschlagung eines Vorsprungs 12a oder 12b (anders als bei der Steckeraufnahme 1, 1') ein Schiefstellen des Flügels 9 hervorruft, wie dies in gestrichelten Linien 9' in der besagten Fig. 2 dargestellt ist, welche eine unvollständige, weil einseitige Entriegelung bewirkt.
Dies geschieht deswegen, weil es nur eine einzige Feder 14 gibt, wo hingegen allgemein zwei Federn 15 und zwei Federn 18 vorgesehen sind.
Natürlich sind zahlreiche Varianten vorstellbar, ohne daß der Rahmen der Erfindung verlassen wird.
So können beispielsweise die mit Federn versehenen beweglichen Kontakte im Sockel, anstatt in der beweglichen Steckeraufnahme, vorgesehen sein.
Es besteht Grund zu dem Hinweis, daß die seitlichen Vorsprünge 22a, 22b der Steckeraufnahme nur zur Abstützung dienen und nicht unbedingt notwendig sind, da die bewegliche Steckeraufnahme vor allem durch die Form des Elements 5 geführt sein kann.
Weiterhin können, wie schon gesagt, die Mittel zur Verriegelung des Elementes 5 im Hinblick auf Drehung und die Betätigungsmittel für die Verschiebung des Flügels 9 verschieden sein und es ist klar, daß die bewegliche Steckeraufnahme 1, 1' eine Entriegelung in Bezug auf Drehung beispielsweise durch Betätigung eines Riegels oder etwas ähnlichem bewirken kann, während die Verschiebung der Flügel allein durch die festen Kurvenführungen hervorgerufen wird. Im Gegensatz dazu können bei einer anderen Ausführungsform die festen Kurvenführungen an dem den Verriegelungsanschlag bildenden Teil reduziert werden, während die Verschiebungsbewegung, wie schon gesagt, völlig durch die bewegliche Steckeraufnahme bewirkt werden kann. Im letzteren Fall ist es jedoch möglich, die Kurvenführungen vollständig wegzulassen und die Verriegelung im Hinblick auf Drehung in anderer Weise zu bewirken, während die Steckeraufnahme immer die Entriegelung und die Verschiebung der Flügel bewirkt, die im übrigen in dieser Position durch jedes geeignete Mittel festgehalten werden können.

Claims

1. Elektrische Verbindungsvorrichtung mit zwei Verbindungselementen, von denen eines beweglich ist und die so ausgebildet sind, daß sie miteinander gekoppelt und voneinander entkoppelt werden können und bei denen einander entgegenwirkende Kontakte (3, 3'; 4, 4'), mit denen sie ausgerüstet sind, miteinander in Verbindung gebracht oder voneinander getrennt werden können, wobei mindestens die Kontakte des nicht beweglichen Elements Kontaktstücke (3, 3') aufweisen, die sich parallel zueinander erstrecken und eine Verbindungsrichtung definieren, während das Koppeln und Entkoppeln durch Drehung des beweglichen Elements im anderen Element um eine Achse bewirkt wird, die geometrisch senkrecht zur besagten Verbindungsrichtung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Steckverbindung bildet, bei welcher das bewegliche Element als Steckeraufnahme (1, 1') und das andere als Steckersockel (2) ausgebildet ist und daß der Sockel mit einem Schutzelement (5) versehen ist, welches im Ruhezustand die Kontaktstücke (3, 3') des besagten Sockels abdeckt und das drehbar derart in diesem angeordnet ist, daß es durch die bewegliche Steckeraufnahme im Verlauf des Koppelns zur Drehung gebracht wird, während das besagte Schutzelement (5) zwei Flügel (8, 9) aufweist, die gegeneinander verschiebbar sind und die jeweils mit mindestens soviel Öffnungen (10, 10'; 11, 11') versehen sind wie Kontaktstücke im Sockel vorhanden sind und die in der gleichen Weise angeordnet sind, wobei die Flügel im Ruhezustand derart zueinander angeordnet sind, daß die besagten Öffnungen gegeneinander verschoben sind und Mittel vorgesehen sind zum gegenseitigen Verschieben der Flügel im Verlauf des Koppelns bis zum Erreichen eines Nebeneinanderliegens der besagten Öffnungen (10, 10'; 11, 11'), die dann von den Kontaktstücken (3, 3') des Sockels durchquert werden können.

2. Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzelement (5) die Form eines zum Äußeren des Sockels hin offenen Keils besitzt und mit einer gekrümmten Grundplatte (7) versehen ist, die fest oder einstückig mit einem Basisflügel (8) verbunden ist, an dem verschiebbar ein Oberflügel befestigt ist, wobei die Drehachse des besagten Elements (5) in der Nähe des freien Randes des besagten Basisflügels (8) angeordnet ist.

3. Steckverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckeraufnahme einen gekrümmten Teil (30) mit einer an die Form der Grundplatte (7) des Schutzelements (5) angepaßten Form aufweist derart, daß die besagte Steckeraufnahme sich dicht in das besagte Schutzelement (5) einfügen kann.

4. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzelement (5) mindestens ein Mittel zur Verriegelung in der Anfangsstellung aufweist, das jede Drehung verhindert, und das besagte Mittel durch die bewegliche Steckeraufnahme (1, 1') im Verlauf ihres Koppelns entriegelbar ist.

5. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel, welche die gegenseitige Verschiebung der Flügel des Sockels bewirken derart ausgebildet sind, daß die besagte Verschiebung im Verlauf der Drehung wenigstens der beweglichen Steckeraufnahme (1, 1') bewirkt wird.

6. Steckverbindung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel, welche die gegenseitige Verschiebung der Flügel des Sockels bewirken und/oder aufrechterhalten, mindestens eine im Sockel (2) angeordnete feste Kurvenführung (13b) aufweisen sowie mindestens einen Betätigungsfinger (12a, 12b), der an einem (9) der Flügel befestigt und dazu bestimmt ist, mit der besagten Kurvenführung zusammenzuwirken.

7. Steckverbindung nach den beiden Ansprüchen 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum Verriegeln des Schutzelements (5) in der Anfangsstellung durch den Betätigungsfinger (12a, 12b) gesichert ist, der an einem Teil der festen Kurvenführung (13b) zur Anlage kommt und der durch die Steckeraufnahme (1, 1') im Verlauf ihres Koppelns in die Entriegelungsstellung geführt wird, wobei diese gleichzeitig die gegenseitige Verschiebung der Flügel bewirkt und die Verschiebung durch das Zusammenwirken des Fingers und der Kurvenführung fortgesetzt und/oder aufrechterhalten wird.

8. Steckverbindung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckeraufnahme (1, 1') den besagten Betätigungsfinger (12a, 12b) zum Bewirken der Entriegelung und des Verschiebens der Flügel mittels einer gekrümmten Frontpartie beansprucht, welche eine Kurvenführung bildet.

9. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Steckeraufnahme (1, 1') mit seitlichen Vorsprüngen (22a, 22b) versehen ist, die dazu bestimmt sind, in Aufnahmen (23a, 23b) des Schutzelements einzugreifen, welche in der Nähe der Schwenkpunkte für die Drehung des letzteren angeordnet sind.

10.Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckeraufnahme mit einem Eingriffs- und Verriegelungsmittel (27, 28; 28'a, 28'b) versehen ist, das dazu bestimmt ist, mit ihm zugeordneten, am Sockel angeordneten Mitteln (29) zusammenzuwirken, wobei die besagten Mittel gegenüber der geometrischen Drehachse des Schutzelements der Steckeraufnahme derart angeordnet sind, daß eine Verriegelung der Steckeraufnahme im Sockel in der Koppelungsstellung sichergestellt ist.

11. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzelement (5) mindestens einen Führungsvorsprung (21b) aufweist, der dazu bestimmt ist, mit einer geeigneten Aussparung (20a, 20b) der Steckeraufnahme zusammenzuwirken, um diese im Verlauf des Koppelns zu positionieren.

12. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckeraufnahme mit Kontakten (4, 4') versehen ist, die in Schächten angeordnet sind, deren Eintrittsöffnungen im Ruhezustand durch einen Schutzflügel (16) verdeckt sind, welcher verschiebbar montiert und mit mindestens so viel Öffnungen (17, 17') versehen ist, wie Kontakte in der Steckeraufnahme vorhanden sind und die in der gleichen Weise angeordnet sind, während der Sockel (2) mit geeigneten Mitteln (24b) versehen ist, um die Verschiebung des Flügels der Steckeraufnahme zu ermöglichen derart, daß im Verlauf des Koppelns die Öffnungen (17, 17') des besagten Flügels (16) neben den Kontakten (4, 4') der Steckeraufnahme liegen.

13. Steckverbindung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel des Sockels zum Bewirken der Verschiebung des Flügels (16) der Steckeraufnahme mindestens einen festen Anschlag (24b) aufweisen, welcher derart angeordnet ist, daß er die Rückseite des besagten Flügels (16) beansprucht, indem er ihn im Verlauf der Drehung der besagten Steckeraufnahme nach vorne drückt, wobei für den Durchtritt des besagten Anschlags entsprechende Öffnungen (25) in den Flügeln (8, 9) des Schutzelements vorgesehen sind.

14. Steckverbindung nach den Ansprüchen 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Flügel (16) der Steckeraufnahme im Ruhezustand durch mindestens ein elastisches Mittel (19a, 19b) verriegelt ist, welches im Verlauf des Koppelns durch Beanspruchung von mindestens einem geeigneten Mittel her versenkbar ist.

15. Steckverbindung nach den beiden Ansprüchen 11 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel, welches die Rückstellung des Mittels (19a, 19b) zur Verriegelung des Flügels (16) der Steckeraufnahme ermöglicht, durch einen Führungsvorsprung (21b) des Schutzelements gebildet wird, der zur Positionierung der besagten Steckeraufnahme vorgesehen ist.

16. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, bei welcher der Sockel und die Steckeraufnahme jeweils mit mindestens einem Pilotkontakt versehen sind, der dazu bestimmt ist, eine Unterbrechungsvorrichtung anzusteuern, welche stromaufwärts eines der Elemente angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Pilotkontakt an dem entsprechenden Element in einer größeren Entfernung von der geometrischen Drehachse der Stekkeraufnahme angeordnet ist als die Leistungskontakte (3, 4) des besagten Elements derart, daß beim Koppeln der Elemente durch Drehung die Verbindung des Pilotkontakts eines Elements mit dem entsprechenden Pilotkontakt des anderen Elements erst nach der Verbindung der Leistungskontakte stattfindet und umgekehrt beim Entkoppeln der besagten Elemente das Lösen der besagten Pilotkontakte voneinander vor dem Lösen der Leistungskontakte stattfindet.

17. Ladestecker für Kraftfahrzeuge nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Sockel (2) dazu vorgesehen ist, am Kraftfahrzeug angeordnet zu werden und die bewegliche Steckeraufnahme (1, 1') dazu vorgesehen ist, mit einer elektrischen Versorgungsvorrichtung verbunden zu werden.

18. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte von mindestens einem der Elemente Druckkontakte sind.

19. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens bestimmte (4) der Kontakte an mindestens einem (1') der Elemente elastisch bewegliche Kontaktklemmen aufweisen, die an Verbindungskabeln (32) befestigt sind, welche auf der Höhe der besagten Klemmen senkrecht zur Verbindungsrichtung angeordnet sind.

20. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzelement (5) mit mindestens einer Rückstellfeder (15) versehen ist, um es in seine Anfangsstellung zu drehen, während mindestens einer (9) der Flügel des besagten Schutzelements in seine anfängliche Ruhestellung durch mindestens eine Rückstellfeder (14) zurückgeschoben wird.

21. Steckersockel dazu bestimmt, den Sockel einer Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 20 zu bilden.

22. Bewegliche Steckeraufnahme dazu bestimmt, die bewegliche Steckeraufnahme einer Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 20 zu bilden.