EP0865114B1 - Hochspannungs-Steckverbinder - Google Patents

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EP0865114B1
EP0865114B1 EP98104240A EP98104240A EP0865114B1 EP 0865114 B1 EP0865114 B1 EP 0865114B1 EP 98104240 A EP98104240 A EP 98104240A EP 98104240 A EP98104240 A EP 98104240A EP 0865114 B1 EP0865114 B1 EP 0865114B1
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EP
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monitoring switch
high voltage
plug
contact parts
plug connector
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Ralf Cosfeld
Robert Albiez
Armin Hutterer
Albert Hoerl-Liegl
Steffen Lutz
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Bayerische Motoren Werke AG
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Bayerische Motoren Werke AG
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/66—Structural association with built-in electrical component
    • H01R13/70—Structural association with built-in electrical component with built-in switch
    • H01R13/703—Structural association with built-in electrical component with built-in switch operated by engagement or disengagement of coupling parts, e.g. dual-continuity coupling part
    • H01R13/7036—Structural association with built-in electrical component with built-in switch operated by engagement or disengagement of coupling parts, e.g. dual-continuity coupling part the switch being in series with coupling part, e.g. dead coupling, explosion proof coupling
    • H01R13/7038—Structural association with built-in electrical component with built-in switch operated by engagement or disengagement of coupling parts, e.g. dual-continuity coupling part the switch being in series with coupling part, e.g. dead coupling, explosion proof coupling making use of a remote controlled switch, e.g. relais, solid state switch activated by the engagement of the coupling parts

Definitions

  • the invention relates to a high-voltage connector with the Features of the preamble of claim 1.
  • the invention has for its object a high-voltage connector of the type mentioned to create the risk of a small size Excludes contact with high voltage parts.
  • the monitoring switch now ensures that when there are separate Plug contact parts the contact parts are dead. This allows the design just be chosen according to the isolation needs while the danger there is no contact with high voltage parts. There is high voltage on the connector only when assembled. Are the two Plug contact parts separated from each other, they are both dead.
  • the effort required for this in the form of the monitoring switch is low.
  • the switch itself is not on high voltage, but on one low voltage level of a few volts. Then there are none special insulation or shielding measures required.
  • the design of the connector is also up to date directed to which the monitoring switch with regard to the operation of the Movement of the plug contact parts is actuated.
  • the monitoring switch delivers his Signal before the plug contact parts are electrically separated from each other.
  • the control device then has sufficient time (until the Connecting line), the high voltage source from the connecting line separate.
  • DE 21 11 593 A is a multi-pole Power connector known, in which the two are de-energized Plug contact parts when separated from each other by means of a bridging contact is made. This has two contact parts, when the plug is pulled be opened under spring action. With this contact there is somehow clear allocation of contact separation or contact to the relative position of the two contact parts not guaranteed. For example, it depends on that the two springs caused contact pressure, whether there is actually a Power line sets or the power line is interrupted.
  • the structural design of the connector according to the invention and in particular the monitoring switch can be in different ways respectively.
  • a microswitch to be provided by one of the two plug contact parts whose relative movement, based on the other plug contact part, is actuated. He can, for example, be arranged so that it is in the end position Relative motion, d. H. with completely closed contact between the two Plug contact parts, is actuated.
  • the monitoring switch then also has the function, the proper contact between the two Monitor plug contact parts.
  • the monitoring switch can also be in the form of a simple plug contact pin be formed, which engages in a corresponding socket.
  • the pin is with that one of the two contact parts, the socket with the corresponding other Plug contact part mechanically connected. With the relative movement of the two Plug contact parts become the contact connection given by pin and socket interrupted or closed. Examples of the constructive design of a Power line that contains a monitoring switch and that in connection with the Disconnect another power line, here the high-voltage connector contained connecting line, is interrupted, results from the applicant's patent application 196 06 450.3.
  • a second monitoring switch can be provided be operated in conjunction with the first monitoring switch. This can take place simultaneously or else with a time delay, for example between actuating the first-mentioned monitoring switch and releasing of the plug contact parts. In addition to the switching state of the two monitoring switches also from the time sequence of their actuation provide information about their proper condition.
  • FIG. 1 is the basic structure of a circuit with such a connector shown.
  • a control device 1 contains a high-voltage voltage source, to consumers, not shown, via several connecting lines 2 supplies a high voltage.
  • a multiple plug connector 3 is located in the connecting lines 2 Plug contact parts 4 and 5, which are arranged in a housing 6.
  • the housing 6 is dimensioned according to the insulation requirements.
  • a monitoring switch 7 in the form of a Microswitch by a projection 8 in one of the two plug contact parts contained housing halves is actuated.
  • the monitoring switch 7 is also connected to the control unit 1.
  • the monitoring switch becomes the same time 7 operated. Even before the plug contact parts are completely apart are separated and thus interrupt the connecting line 2, the Monitoring switch 7 a switching signal to the control unit 1. This causes the Deactivation of the voltage source.
  • the connecting lines 2 are thus without current or voltage.
  • the plug contact parts 4 and 5 are then after the complete Solve also without current and voltage. A kind of health hazard is then completely excluded.
  • a monitoring switch consisting of a contact pin 9 and a socket 10 be provided, a part of which with a housing half and other part is connected to the other half of the housing.
  • the pin 9 and the socket 10 are designed so that their electrical Connection is interrupted before the connector is interrupted.
  • the individual plug contact parts can also be arranged in this way and in their function be coordinated with parts 9 and 10 so that they are only accessible if the electrical connection via parts 9 and 10 is interrupted and so that the high voltage source is switched off deactivated and a health hazard excluded.

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  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)
  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hochspannungs-Steckverbinder mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Patentanspruch 1.
Bei derartigen Steckverbindern, die sich auf Spannungswerte von > 60 Volt bis hin zu Spannungswerten von 1.000 V beziehen, ist ein Berührungsschutz von spannungsführenden Teilen unerlässlich. Zusätzlich zu den ohnehin notwendigen Isolationsstrecken ergeben sich erhebliche Baugrößen für derartige Steckverbinder, die insbesondere bei beengten Einbauverhältnissen zu erheblichen Platzproblemen führen. Betrachtet man beispielsweise den Motorraum eines Fahrzeugs, so ist der insgesamt zur Verfügung stehende Raum meist wesentlich geringer als er aufgrund der vorgenannten Raumerfordernisse für den Steckverbinder erforderlich ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hochspannungs-Steckverbinder der eingangs genannten Art zu schaffen, der bei kleiner Bauform die Gefahr einer Berührung hochspannungsführender Teile ausschließt.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1.
Durch den Überwachungsschalter wird nunmehr sichergestellt, dass bei getrennten Steckkontaktteilen die Kontaktteile spannungslos sind. Dadurch kann die Bauform lediglich entsprechend der Isolationsbedürfnisse gewählt sein, während die Gefahr einer Berührung hochspannungsführender Teile nicht besteht. Hochspannung liegt am Steckverbinder nur im zusammengebauten Zustand an. Sind die beiden Steckkontaktteile voneinander getrennt, sind sie beide spannungslos.
Der hierfür erforderliche Aufwand in Form des Überwachungsschalters ist gering. Der Schalter selbst befindet sich nicht auf Hochspannung, sondern auf einem niedrigen Spannungsniveau von einigen Volt. Es sind dann hierfür keinerlei besondere Isolations- oder Abschirmmaßnahmen erforderlich.
Die konstruktive Ausgestaltung des Steckverbinders ist ferner auf den Zeitpunkt gerichtet, zu dem der Überwachungsschalter im Hinblick auf die Betätigung der Bewegung der Steckkontaktteile betätigt ist. Der Überwachungsschalter liefert sein Signal, noch bevor die Steckkontaktteile elektrisch voneinander getrennt werden. Die Steuereinrichtung hat dann ausreichend Zeit (bis zum Auftrennen der Verbindungsleitung), die Hochspannungsquelle von der Verbindungsleitung abzutrennen.
Im Gegensatz dazu ist aus der DE 21 11 593 A eine mehrpolige Kraftsteckverbindung bekannt, bei der eine Stromlosschaltung der beiden Steckkontaktteile beim Trennen voneinander mittels eines Überbrückungskontakt vorgenommen wird. Dieser besitzt zwei Kontaktteile, die bei gezogenem Stecker unter Federwirkung geöffnet werden. Bei diesem Kontakt ist eine irgendwie geartete eindeutige Zuordnung der Kontakttrennung bzw. Kontaktgabe zur relativen Stellung der beiden Kontaktteile nicht gewährleistet. Es hängt beispielsweise von dem über die beiden Federn hervorgerufenen Kontaktdruck ab, ob sich tatsächlich eine Stromleitung einstellt bzw. die Stromleitung unterbrochen wird.
Die konstruktive Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Steckverbinders und insbesondere des Überwachungsschalters kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. So ist es beispielsweise möglich, den Überwachungsschalter in Form eines Mikroschalters vorzusehen, der durch eines der beiden Steckkontaktteile bei dessen Relativbewegung, bezogen auf das andere Steckkontaktteil, betätigt ist. Er kann beispielsweise so angeordnet sein, dass er in der Endlage dieser Relativbewegung, d. h. bei vollständig geschlossenem Kontakt zwischen den beiden Steckkontaktteilen, betätigt ist. Der Überwachungsschalter besitzt dann zusätzlich die Funktion, den ordnungsgemäßen Kontaktschluss zwischen den beiden Steckkontaktteilen zu überwachen.
Der Überwachungsschalter kann auch in Form eines einfachen Steckkontaktpins ausgebildet sein, der in eine entsprechende Buchse eingreift. Der Pin ist mit dem einen der beiden Kontaktteile, die Buchse mit dem entsprechend anderen Steckkontaktteil mechanisch verbunden. Bei der Relativbewegung der beiden Steckkontaktteile wird die durch Pin und Buchse gegebene Kontaktverbindung unterbrochen bzw. geschlossen. Beispiele für die konstruktive Ausgestaltung einer Stromleitung, die einen Überwachungsschalter enthält und der in Verbindung mit der Auftrennung einer anderen Stromleitung, hier der die Hochspannungs-Steckverbinder enthaltenen Verbindungsleitung, unterbrochen wird, ergibt sich aus der Patentanmeldung 196 06 450.3 der Anmelderin.
Bei einer Mehrfachsteckverbindung mit mehreren parallelen Leitungen ist es ausreichend, lediglich einen einzigen Überwachungsschalter vorzusehen, der bei dem Lösen des Mehrfachsteckverbinders aktiviert wird und die Spannungsquelle veranlaßt, sämtliche am Mehrfachsteckverbinder angeschlossenen Verbindungsleitungen spannungslos zu schalten.
Um sicherzustellen, daß ein eventueller Fehler oder eine Betriebsstörung im Überwachungsschalter erkannt wird, kann ein zweiter Überwachungsschalter vorgesehen sein, der in Verbindung mit dem ersten Überwachungsschalter betätigt ist. Dies kann gleichzeitig oder aber auch zeitverzögert, beispielsweise zeitlich zwischen dem Betätigen des erstgenannten Überwachungsschalters und dem Lösen der Steckkontaktteile erfolgen. Damit läßt sich zusätzlich zum Schaltzustand der beiden Überwachungsschalter auch aus der zeitlichen Abfolge ihrer Betätigung eine Information über ihren ordnungsgemäßen Zustand liefern.
Während bisher im wesentlichen die Wirkungsweise und der Wirkzusammenhang zwischen dem Überwachungsschalter und den Steckkontaktteilen beim Lösen der Steckkontaktteile voneinander im Vordergrund stand, soll nunmehr auch der andere Fall betrachtet werden. Durch die von dem (den) Überwachungsschalter(n) gelieferten Signalen wird es, wie bereits angedeutet, auch möglich, die Funktionsfähigkeit des Steckverbinders zu überprüfen. Um nun vollständig sicherzugehen, kann die Hochspannungsquelle beim Zusammenfügen der beiden Steckkontaktteile nur aktiviert werden, wenn der (die) Überwachungsschalter dabei betätigt ist (sind). Damit ist eine weitere Sicherheit vor einer Berührung hochspannungsführender Kontaktteile erreicht.
Anhand der Zeichnung ist die Erfindung weiter erläutert. Es zeigt
Fig. 1 und 2
den prinzipiellen Aufbau und die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Hochspannungs-Steckverbinder.
In Fig: 1 ist der grundsätzliche Aufbau einer Schaltung mit einem derartigen Steckverbinder gezeigt. Eine Steuereinrichtung 1 enthält eine Hochspannungs-Spannungsquelle, die zu nicht dargestellten Verbrauchern über mehrere Verbindungsleitungen 2 eine Hochspannung liefert.
In den Verbindungsleitungen 2 befindet sich ein Mehrfach-Steckverbinder 3 mit Steckkontaktteilen 4 und 5, die in einem Gehäuse 6 angeordnet sind. Das Gehäuse 6 ist entsprechend den Isolationserfordernissen dimensioniert.
Ebenfalls im Gehäuse 6 integriert ist ein Überwachungsschalter 7 in Form eines Mikroschalters, der durch einen Vorsprung 8 in der einen der beiden Steckkontaktteile enthaltenen Gehäusehälften betätigt ist. Der Überwachungsschalter 7 ist ebenfalls mit dem Steuergerät 1 verbunden.
Werden die Steckkontaktteile voneinander getrennt, so wird gleichzeitig der Überwachungsschalter 7 betätigt. Noch bevor die Steckkontaktteile völlig voneinander getrennt werden und damit die Verbindungsleitung 2 unterbrechen, liefert der Überwachungsschalter 7 ein Schaltsignal zum Steuergerät 1. Dieses veranlaßt die Deaktivierung der Spannungsquelle. Die Verbindungsleitungen 2 werden damit strom- und spannungslos. Die Steckkontaktteile 4 und 5 sind dann nach dem vollständigen Lösen ebenfalls strom- und spannungslos. Eine irgendwie geartete Gesundheitsgefährdung wird dann völlig ausgeschlossen.
Wie in Fig. 2 gezeigt, kann anstelle des Überwachungsschalters 7 im Gehäuse 6 ein aus einem Kontaktpin 9 und einer Buchse 10 bestehender Überwachungsschalter vorgesehen sein, von dem ein Teil mit der einen Gehäusehälfte und der andere Teil mit der anderen Gehäusehälfte verbunden ist. Beim Lösen des Steckverbinders wird die über den Pin 9 und die Buchse 10 gegebene elektrische Verbindung unterbrochen und dem Steuergerät 1 das bevorstehende Unterbrechen des über die Steckkontaktteile gebildeten elektrischen Kontakts signalisiert.
Der Pin 9 und die Buchse 10 sind konstruktiv so ausgeführt, daß ihre elektrische Verbindung unterbrochen wird, noch bevor der Steckverbinder unterbrochen wird. Auch können die einzelnen Steckkontakttakteile so angeordnet und in ihrer Funktion auf die Teile 9 und 10 abgestimmt sein, daß sie erst dann zugänglich sind, wenn die elektrische Verbindung über die Teile 9 und 10 unterbrochen ist und damit die Hochspannungsquelle abgeschaltet ist.Auch hier wird die Spannungsquelle deaktiviert und eine Gesundheitsgefährdung dadurch ausgeschlossen.

Claims (4)

  1. Hochspannungs-Steckverbinder in einer elektrischen Verbindungsleitung zwischen einer Hochspannungsquelle und einem Verbraucher, mit zwei durch eine axiale Relativbewegung zusammensteckbaren und wieder voneinander trennbaren Steckkontaktteilen, mit einem im Steckverbinder (3) angeordneten Überwachungsschalter (7,8;9,10), der bei der Trennbewegung der beiden Steckkontaktteile (4,5) betätigt ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Überwachungsschalter mit einer der Hochspannungsquelle zugeordneten Steuereinrichtung (1) verbunden ist und dass die Steuereinrichtung die Hochspannungsquelle bei Betätigen des Überwachungsschalter hinsichtlich der Verbindungsleitung (2) deaktiviert, so dass die zum Steckverbinder (3) führende Verbindungsleitung (2) noch vor der Kontaktunterbrechung der Steckkontaktteile strom- und spannungslos geschaltet ist.
  2. Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Überwachungsschalter mehreren parallelen und eine Mehrfachsteckverbindung enthaltenden Verbindungsleitungen (2) zugeordnet ist.
  3. Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter, zum erstgenannten Überwachungsschalter redundanter Überwachungsschalter vorgesehen ist, der ebenfalls auf die Steuereinrichtung geführt ist.
  4. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochspannungsquelle beim Zusammenführen der Steckkontaktteile nur aktivierbar ist, wenn dabei der (die) Überwachungsschalter geschlossen ist (sind).
EP98104240A 1997-03-13 1998-03-10 Hochspannungs-Steckverbinder Expired - Lifetime EP0865114B1 (de)

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