EP1881571A2

EP1881571A2 - Elektrischer Verbinder

Info

Publication number: EP1881571A2
Application number: EP07013172A
Authority: EP
Inventors: Brandley Natter; Herbert Plate
Original assignee: Kostal Kontakt Systeme GmbH
Current assignee: Kostal Kontakt Systeme GmbH
Priority date: 2006-07-17
Filing date: 2007-07-05
Publication date: 2008-01-23
Anticipated expiration: 2027-07-05
Also published as: EP1881571B1; JP4879105B2; US20080050957A1; DE102006033323A1; ES2408319T3; EP1881571A3; JP2008027908A; US7500865B2

Abstract

Beschrieben wird ein elektrischer Verbinder zur Herstellung mindestens einer elektrischen Hochlast- und einer elektrischen Kleinlastverbindung, wobei die Kleinlastverbindung zeitlich erst nach der Hochlastverbindung schließbar ist und die Hochlastverbindung zeitlich erst nach der Kleinlastverbindung trennbar ist, wobei der Verbinder aus zwei zusammenfügbaren Steckerverbinderteilen besteht, die jeweils ein Hochlastgehäuseteil für Hochlastkontaktelemente und ein Kleinlastgehäuseteil für Kleinlastkontaktelemente aufweisen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischer Verbinder zur Herstellung mindestens einer elektrischen Hochlast- und einer elektrischen Kleinlastverbindung, wobei die Kleinlastverbindung zeitlich erst nach der Hochlastverbindung schließbar ist und die Hochlastverbindung zeitlich erst nach der Kleinlastverbindung trennbar ist.
Aus der DE 10 2004 054 360 A1 ist ein elektrischer Verbinder bekannt, der als Leistungsversorgungs-Trennschalter ausgebildet ist. Dieser weist Leistungsanschlüsse und anbringungsfühlende Anschlüsse auf. Über einen Hebel sind zuerst die Leistungsanschlüsse miteinander verbindbar und zeitlich danach die anbringungsfühlenden Anschlüsse. Durch die anbringungsfühlenden Anschlüsse wird eine Leistungsversorgungsschaltung, die im einfachsten Fall aus einem Relais besteht, derart angesteuert, daß diese eine elektrische Verbindung zu den Leitungsversorgungsanschlüssen freischaltet. Hierdurch wird erreicht, daß der Stromfluß über die Leistungsanschlüsse erst dann erfolgt, wenn diese vollständig miteinander verbunden sind, sowie, daß die Leistungsanschlüsse nur im stromlosen Zustand voneinander trennbar sind.
Dieser bekannte Verbinder ist als ein Hebelschalter ausgebildet, der in der beschriebenen einpoligen Ausgestaltung nur eine Leistungsverbindung herstellen kann. Sind mehrere Leistungsverbindungen herzustellen, so sind entsprechen mehrere Hebelschalter vorzusehen oder es ist eine mehrpolige Schaltervariante neu zu konstruieren. Die Konstruktion einer neuen Schaltervariante dürfte aufgrund des relativ komplexen Schalteraufbaus recht aufwendig sein.
Nachteilig hierbei ist auch, daß die elektrischen Zuleitungen sowohl für die Hochlastanschlüsse als auch für die Kleinlastanschlüsse dem elektrischen Verbinder parallel zugeführt werden und der Verbinder somit am Endpunkt der Zuleitungen angeordnet ist. Hierdurch ist ein einfaches Einschleifen des elektrischen Verbinders in einen zu verlegenden Kabelstrang kaum möglich.
Es stellte sich daher die Aufgabe, einen elektrischen Verbinder zu schaffen, der ein strom- bzw. spannungsfreies Zusammenfügen von elektrischen Hochlastverbindungen ermöglicht und der unter Vermeidung der vorgenannten Nachteile einfach und kostengünstig herstellbar und montierbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Verbinder aus zwei zusammenfügbaren Steckerverbinderteilen besteht, die jeweils ein Hochlastgehäuseteil für Hochlastkontaktelemente und ein Kleinlastgehäuseteil für Kleinlastkontaktelemente aufweisen.
Die erfindungsgemäßen Steckverbinderteile zeichnen sich durch einen einfachen Aufbau aus und weisen jeweils ein Hochlastgehäuseteil mit elektrischen Kontaktelementen auf. Vorzugsweise ist der Innenraum jedes Hochlastgehäuseteils in mehrere Kammern unterteilt, in denen jeweils ein elektrisches Hochlastkontaktelement angeordnet ist. Die Anordnung der Hochlastkontaktelemente in Kammern sorgt für eine besonders gute Isolierung der Hochlastkontaktelemente gegeneinander und ist besonders dann vorteilhaft, wenn die durch die Steckerverbinderteile verbundenen Anschlußleitungen hohe Spannungen führen. Für Hochstromanwendungen sind entsprechend Hochlastkontaktelemente mit ausreichend groß dimensionierten Querschnitten vorzusehen.
Zur Herstellung wenigstens einer Kleinlastverbindung ist an jedem Steckverbinderteil wenigstens ein Kleinlastgehäuseteil vorgesehen, welches wenigstens ein Kleinlastkontaktelement aufweist. Das Kleinlastgehäuseteil kann hierbei fest oder verschieblich mit dem zugehörigen Hochlastgehäuseteil verbunden sein, oder, etwa in Form einer angeformten Kammer, auch Bestandteil des Hochlastgehäuseteils sein.
Über die Kleinlastverbindung wird mittels einer Leistungssteuerschaltung, die durch ein Relais oder einen elektronischen Lastschalter ausgebildet sein kann, eine elektrische Verbindung zu den Anschlüssen der Hochlastverbindung hergestellt oder getrennt. Die Hochlastverbindung wird dabei erst dann hergestellt, wenn die Kleinlastkontaktelemente in den Kleinlastgehäuseteilen beider Steckverbinderteile miteinander verbunden sind, wobei diese Kleinlastgehäuseteile so an den Hochlastgehäuseteilen angeordnet sind, daß die Kleinlastverbindung erst nach dem vollständigen Zusammenfügen der Hochlastgehäuse geschlossen wird.
Hierdurch wir vorteilhafterweise verhindert, daß bei unverbundenen Steckverbinderteilen gefährlich hohe Spannungen an den Hochlastkontaktelementen anliegen bzw. daß ein hoher Stromfluß bereits bei noch unvollständig verbunden Steckverbinderteilen einsetzen kann.
In einer besonders einfachen Ausführung eines elektrischen Verbinders sind die Kleinlastgehäuseteile jeweils fest mit einem Hochlastgehäuseteil verbunden, und zwar derart, daß die Kleinlastverbindung erst hergestellt wird, wenn die Hochlastverbindung vollständig oder zumindest fast vollständig ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform, die nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert wird, ist zumindest ein Kleinlastgehäuseteil verschieblich gegen das zugehörige Hochlastgehäuseteil angeordnet, so daß die Kleinlastverbindung unabhängig von der Hochlastverbindung manuell herstellbar ist. Ein mit einem Steckverbinderteil gekoppeltere Schieber verhindert, daß die Kleinlastverbindung hergestellt werden kann, bevor nicht die Hochlastverbindung vollständig ist und bevor nicht die beiden Hochlastgehäuseteile durch ein Arretierungsmittel aneinander befestigt sind. Dabei verhindert der Schieber vorteilhafterweise zugleich, daß das Arretierungsmittel gelöst werden kann, solange die Kleinlastgehäuseteile miteinander verbunden sind. Die Hochlastgehäuseteile und die darin angeordneten Hochlastkontakte sind somit erst voneinander zu trennen, wenn deren Zuleitungen stromlos bzw. spannungsfrei geschaltet sind.

Die Zeichnung zeigt in der

Figur 1: ein erstes Steckverbinderteil,
Figur 2: ein zweites Steckverbinderteil,
Figur 3: Kontaktelemente des ersten Steckverbinderteils,
Figuren 4 bis 6: drei Verbindungsphasen beim Zusammenfügen der Steckverbinderteile.

Die Figuren 1 und 2 zeigen die beiden Steckverbinderteile (1, 2), die jeweils ein Hochlastgehäuseteil (3a, 3b) und ein Kleinlastgehäuseteil (4a, 4b) aufweisen. Das Kleinlastgehäuseteil 4a ist mittels einer Linearführung, ausgebildet beispielsweise als Schwalbenschwanzführung, in Steckrichtung verschieblich an einer Seitenwand des Hochlastgehäuseteiles 3a angeordnet, während das Kleinlastgehäuseteil 4b, beispielsweise mittels einer Rastverbindung unverschieblich am Hochlastgehäuseteil 3b des zweiten Steckverbinderteils (2) befestigt ist.
In allen Gehäuseteilen (3a, 3b, 4a, 4b) sind elektrische Kontaktelemente (5a, 5b, 6a, 6b) angeordnet. In der Figur 2 sind innerhalb des Hochlastgehäuseteils 3b flachsteckerartige Hochlastkontaktelemente 5b erkennbar; entsprechend ausgebildete Kontaktelemente 6b, allerdings mit einem kleineren Querschnitt sind innerhalb des Kleinlastgehäuseteils 4b angeordnet.
Die Kontaktelemente (5a, 6a) des ersten Steckverbinderteils (1) sind dementsprechend buchsenartig ausgeführt. Die Figur 3 zeigt diese Kontaktelemente (5a, 6a) zur Verdeutlichung ohne umgebende Gehäuseteile. Eine mögliche Ausführung der hier gezeigten Hochlastkontaktelemente (5a) ist im Detail in der DE 10 2004 015 345 A1 beschrieben.
Mit den Kontaktelementen (5a, 5b, 6a, 6b) verbunden sind jeweils Hochlastanschlußleitungen (10a, 10b) mit einem relativ großen Querschnitt bzw. Kleinlastanschlußleitungen (11a, 11 b), die einen vergleichsweise kleinen Querschnitt aufweisen. Die Hochlastanschlußleitungen (10a, 10b) sind dabei für relativ hohe Ströme und/oder Spannungen ausgelegt, während die Kleinlastanschlußleitungen (11a, 11b) nur zur Beaufschlagung mit relativ kleinen Strömen und Spannungen vorgesehen sind.
Die Kleinlastanschlußleitungen (11a, 11b) sind mit einem nicht dargestellten elektrischen Lastschalter oder einer entsprechenden Schaltungsanordnung verbundenen, die bei zusammenengefügten Kleinlastkontaktelementen (6a, 6b) beider Kleinlastgehäuseteile (4a, 4b) jeweils eine elektrische Verbindung zu den Hochlastkontaktelementen (5a, 5b) herstellt bzw. bei nicht zusammenengefügten Kleinlastkontaktelementen (6a, 6b) beider Kleinlastgehäuseteile (4a, 4b), diese elektrische Verbindung unterbricht.
Um sicherzustellen, daß die beiden Steckverbinderteile (1, 2) nur im stromlosen und spannungsfreien Zustand zusammengefügt oder voneinander getrennt werden können, ist am ersten Steckverbinderteil (1) ein Schieber (9) angeordnet, der quer zur Steckrichtung der Steckverbinderteile (1, 2) verschieblich ist.
In der Darstellung der Figur 1 befindet sich der Schieber (9) in einer Position, in der ein Endabschnitt (14) des Schiebers (9) eine Anformung (17a) am Hochlastgehäuseteil 3a übergreift, durch die ein einen Gewindeabschnitt aufweisender Arretierungsbolzen (8) hindurchgeführt ist. Dieser in der Anformung (17a) gelagerte Bolzen (8) bildet mit einer weiteren Anformung (17b) am Hochlastgehäuseteil 3b, ein Arretierungsmittel (7) zur Sicherung der Steckverbindung gegen eine Trennung der Steckverbinderteile (1, 2) aus.
In der in der Figur 1 dargestellten Stellung des Schiebers (9) ist dieses Arretierungsmittel (7) durch den Endabschnitt (14) des Schiebers (9) unzugänglich gemacht. Das Arretierungsmittel (7) kann durch eine Verschiebung des Schiebers (9) in Richtung auf das Kleinlastgehäuseteil (4a) freigegeben werden. In dieser zweiten, in der Figur 1 nicht ersichtlichen Stellung, greift ein Vorsprung (12) des Schiebers (9) unter eine Kante (13) einer an das Kleinlastgehäuseteil (4a) angeformten Wand (15). Damit verhindert der Schieber (9), daß das Kleinlastgehäuseteil 4a in Richtung auf das Kleinlastgehäuseteil 4b des zweiten Steckverbinderteils (2) verschoben werden kann.
Die sich hieraus ergebenden Verbindungsphasen beim Zusammenfügen der beiden Steckverbinderteile (1, 2) sind in den Figuren 4 bis 6 skizziert. Fig 4 zeigt eine erste Fügephase mit noch unverbundenen Steckverbinderteilen (1, 2). Der Schieber (9) befindet sich hier in der Position, in der er das Kleinlastgehäuseteil 4a bezüglich einer Verschiebung blockiert und der Kopf (16) des Arretierungsbolzens (8) frei zugänglich ist.
In einer zweiten Verbindungsphase, welche die Figur 5 zeigt, sind die Hochlastgehäuseteile (3a, 3b) der beiden Steckverbinderteile (1, 2) bereits durch eine Drehung des Arretierungsbolzens (8) miteinander verbunden und insbesondere miteinander verschraubt. Dabei steht der Bolzenkopf (16) bei unvollständiger Arretierung so weit aus der Anformung (17a) hervor, daß eine Betätigung des Schiebers (9) blockiert bleibt.
Somit kann erst bei einer vollständig hergestellten Hochlastverbindung der Schieber (9) nach rechts in die in der Figur 6 dargestellte Position gebracht werden, in der das Kleinlastgehäuseteil 4a freigegeben ist und durch eine Verschiebung mit dem Kleinlastgehäuseteil 4b verbunden werden kann, wodurch wiederum die Bestromung der Hochlastverbindung erfolgt. In dieser Stellung des Schiebers (9) ist zudem der Bolzenkopf (16) durch den Endabschnitt (14) des Schiebers (9) verdeckt und damit das Arretierungsmittel für eine Handhabung unzugänglich gemacht. Darüber hinaus blockiert bei miteinander verbundenen Kleinlastgehäuseteilen (4a, 4b) die am Kleinlastgehäuseteil 4a angeformte Wand (15) den Schieber (9) in der die Arretierung sperrenden Position.
Der Ablauf zum Lösen der beiden Steckverbinderteile (1, 2) vollzieht sich entsprechend in der umgekehrten Reihenfolge. Das Trennen der Steckverbinderteile (1, 2) ist erst nach einem Lösen der Arretierung möglich, was ein Verschieben des Schiebers (9) in Richtung auf die Kleinlastgehäuseteile (4a, 4b) erfordert. Da hierzu wiederum die vorherige Trennung der Kleinlastgehäuseteile (4a, 4b) und der dadurch hergestellten elektrischen Kleinlastverbindung erforderlich ist, ist eine Trennung Hochlastverbindung der beiden Steckverbinderteile (1, 2) somit nur im strom- und spannungsfreien Zustand möglich.

Bezugszeichen

1: erstes Steckerverbinderteil
2: zweites Steckerverbinderteil
3a, 3b: Hochlastgehäuseteile
4a, 4b: Kleinlastgehäuseteile
5a, 5b: Hochlastkontaktelemente
6a, 6b: Kleinlastkontaktelemente
7: Arretierungsmittel
8: Bolzen
9: Schieber
10a, 10b: Hochlastanschlußleitungen
11a, 11b: Kleinlastanschlußleitungen
12: Vorsprung (am Schieber)
13: Kante (am Kleinlastgehäuseteil 4a)
14: Endabschnitt (am Schieber)
15: Wand (am Kleinlastgehäuseteil 4a)
16: (Bolzen)kopf
17a, 17b: Anformungen

Claims

Elektrischer Verbinder zur Herstellung mindestens einer elektrischen Hochlast- und einer elektrischen Kleinlastverbindung, wobei die Kleinlastverbindung zeitlich erst nach der Hochlastverbindung schließbar ist und die Hochlastverbindung zeitlich erst nach der Kleinlastverbindung trennbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Verbinder aus zwei zusammenfügbaren Steckerverbinderteilen (1, 2) besteht, die jeweils ein Hochlastgehäuseteil (3a, 3b) für Hochlastkontaktelemente (5a, 5b) und ein Kleinlastgehäuseteil (4a, 4b) für Kleinlastkontaktelemente (6a, 6b) aufweisen.
Elektrischer Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktelemente (5a, 5b, 6a, 6b) beider Steckverbinderteile (1, 2) im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind und in axialer Richtung miteinander verbunden sind.
Elektrischer Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kleinlastgehäuseteil (4b) einstückig mit einem Hochlastgehäuseteil (3b) ausgebildet ist.
Elektrischer Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Kleinlastgehäuseteil (4a) verschieblich mit einem Hochlastgehäuseteil (3a) verbunden ist.
Elektrischer Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckverbinderteile (1, 2) mit einem Arretierungsmittel (7) gegeneinander arretierbar sind.
Elektrischer Verbinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Arretierungsmittel (7) zumindest einen verdrehbaren Arretierungsbolzen (8) aufweist.
Elektrischer Verbinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Arretierungsbolzen (8) ein Gewinde zur Herstellung einer Schraubverbindung aufweist.
Elektrischer Verbinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Arretierungsmittel (7) in der nichtarretierten Position einen Schieber (9) blockiert, der in dieser blockierten Stellung die gegenseitige Annäherung der Kleinlastgehäuseteile (4a, 4b) und damit die Herstellung einer Kleinlastverbindung verhindert.
Elektrischer Verbinder nach Anspruch 5 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Arretierungsmittel (7) in der arretierten Position einen Schieber (9) freigibt, so daß der Schieber (9) in eine Position gebracht werden kann, in der der Schieber (9) die gegenseitige Annäherung der Kleinlastgehäuseteile (4a, 4b) und damit die Herstellung einer Kleinlastverbindung ermöglicht.
Elektrischer Verbinder nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (9) in der Position, in der der Schieber (9) die gegenseitige Annäherung der Kleinlastgehäuseteile (4a, 4b) und damit die Herstellung einer Kleinlastverbindung ermöglicht, den Zugriff auf das Arretierungsmittel (7) verhindert.
Elektrischer Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgangsrichtungen der Anschlußleitungen (10a, 10b) für die Hochlastverbindung und die Kleinlastverbindung an beiden Steckverbinderteilen (1, 2) im wesentlichen parallel und geradlinig verlaufen.
Elektrischer Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kleinlastverbindung über ein Relais oder einen elektronischen Lastschalter die elektrischen Freischaltung bzw. Trennung der Hochlastverbindung bewirkt.