EP2156524B1 - Leistungstrennschalter für ein kraftfahrzeug - Google Patents

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EP2156524B1
EP2156524B1 EP08759751.4A EP08759751A EP2156524B1 EP 2156524 B1 EP2156524 B1 EP 2156524B1 EP 08759751 A EP08759751 A EP 08759751A EP 2156524 B1 EP2156524 B1 EP 2156524B1
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EP
European Patent Office
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circuit breaker
housing
fuse
automatic circuit
cover
Prior art date
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EP08759751.4A
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English (en)
French (fr)
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EP2156524A2 (de
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Konstantinos Titokis
Volker Thurau
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Kostal Kontakt Systeme GmbH
Original Assignee
Kostal Kontakt Systeme GmbH
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Publication date
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    • H01R13/658—High frequency shielding arrangements, e.g. against EMI [Electro-Magnetic Interference] or EMP [Electro-Magnetic Pulse]
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    • 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
    • H01R13/7031—Shorting, shunting or bussing of different terminals interrupted or effected on engagement of coupling part, e.g. for ESD protection, line continuity
    • H01R13/7032—Shorting, shunting or bussing of different terminals interrupted or effected on engagement of coupling part, e.g. for ESD protection, line continuity making use of a separate bridging element directly cooperating with the terminals

Definitions

  • the present invention relates to a power circuit breaker for a motor vehicle, comprising a connector housing having electrically interconnected plug contact elements, and having a receptacle housing having receptacle contacts, and a housing connected to the receptacle housing, wherein via an actuating lever, the plug contact elements with the receptacle contacts connectable and separable wherein the connector housing includes a fuse chamber receiving a fuse insertable into the power circuit, the fuse chamber having an opening through which the fuse is insertable into the fuse chamber or removable from the fuse chamber, and the aperture is closable by a positionable lid.
  • Such a power circuit breaker is out of DE 10 2004 054 360 known.
  • the power disconnect switch described below is primarily intended for use in electric motor vehicles and in so-called hybrid vehicles, which in addition to an internal combustion engine also have an electric drive. In particular, for maintenance purposes, it is sometimes necessary to interrupt the electrical supply. Since not only high currents but also relatively high voltages occur in such vehicles, it is necessary to perform the power disconnect switch used for this purpose in a manner safe for the touch.
  • the usual maintenance work on electrical systems also includes the replacement of a defective fuse. Since the circuit is expediently interrupted by means of the circuit breaker for a fuse replacement, it is advantageous if the fuse is arranged in the region of the power circuit breaker. It is particularly advantageous if the electrical fuse is a component of the circuit breaker.
  • the lid consists of two displaceable transversely to the direction of the plug cover parts that block access to the fuse in the closed state and have on their underside webs that the webs in the closed state of the cover parts as a guide on the inside of the Serve Umgetudes during the assembly process and that the webs collide in a position of the lid parts in the open position with the surrounding housing, and that the dimensioning of the webs is designed so that in the collision of the webs with the surrounding housing, the translational movement of the assembly process is interrupted early so that the plug contact elements are not electrically connected to the socket contacts when the lid is open.
  • the open lid mechanically limits the movement of the connector housing in the direction of the socket housing, so that the plug contact elements and the socket contacts do not come into mechanical contact with each other and thus also produce no electrical connection to each other. Since the connection of the connector housing and the receptacle housing is mediated by an actuating lever, this can be achieved in particular by blocking the lever travel.
  • Decisive here is the respective position of a positionable lid, which may be formed, for example, by two cover parts arranged displaceably on the connector housing.
  • the lid or the lid parts (the terms are used in the following without restriction of generality) can take at least two positions, wherein in one position the lid Closes the fuse chamber and thus prevents access to the fuse or to the fuse contacting the fuse contacts. In a second position, the cover releases the access to the securing chamber and at the same time prevents a mechanical and electrical connection of plug-in contact elements and receptacle contacts with each other.
  • the circuit breaker realizes safety functions in connection with service work on the motor vehicle and enables the shutdown of the battery potential.
  • Such power disconnectors are preferably used in electric vehicles and hybrid vehicles, in which high current and often high voltage values are to be switched to safe contact.
  • the FIG. 1 shows a circuit breaker before connecting the switch components in a partially sectioned view.
  • the circuit breaker consists of a connector housing (1), a surrounding housing (2) and a receptacle housing (3).
  • the receptacle housing (3) has, not shown in detail, power terminals (16), via the electrical connection lines with the circuit breaker can be connected.
  • the power terminals (16) can for this purpose preferably within the receptacle housing (3) arranged plug, screw or crimp.
  • the connector housing (1) By attaching the connector housing (1) to the receptacle housing (3), the power terminals (16) can be electrically connected to each other.
  • the connector housing (1) has internally two electrical plug-in contact elements, which may be formed as designed for high current levels flat plug.
  • Housing body (24) can be seen, which surround the plug contact elements.
  • the housing body (24) are integrally formed on a base plate (15) having on its opposite surface a molded receiving chamber (27) for an electrical fuse (22).
  • the fuse (22) inserted in the receiving chamber (27) establishes an electrically conductive connection between the plug contact elements of the connector housing (1).
  • socket-like receptacle contacts are introduced into which the plug-in contact elements of the connector housing (1) can be inserted.
  • the socket contacts are in electrically conductive connection with the power terminals (16).
  • a peripheral housing (2) is connected to the receptacle housing (3), which may be added or molded.
  • the outer housing (2) is designed as a metal or metallized housing part, which essentially forms the lateral surface of the power circuit breaker and effectively shields outgoing electromagnetic interference from the power circuit breaker.
  • a lever mechanism for connecting the connector housing (1) with the receptacle housing (3).
  • This consists of a bow-shaped actuating lever (4) which is rotatably mounted at two locations on the connector housing (1).
  • the actuating lever (4) forms in the areas of the bearings in each case an integrally molded gear (5).
  • the gear (5) can be engaged by attaching the connector housing (1) to the receptacle housing (3) with a rack (13) molded to the receptacle housing (3) and extending toward the connector housing.
  • the gear (5) is rotated by about a quarter turn clockwise, and thereby moves together with the entire connector housing translationally in the direction of the receptacle housing. Is the operating lever (4) completely folded, as in the FIG. 3 represented, so that also reaches the connector housing (1) its end position relative to the receptacle housing (3), in which the plug contact elements of the connector housing (1) are fully in engagement with the receptacle contacts and thus in electrically conductive connection.
  • FIG. 4 shows a portion of the actuating lever (4), which is in its initial position.
  • the gear (5) is located in front of the upper edge of the rack (13) with which the gear (5) by a movement of the actuating lever (4) is to be engaged.
  • a drive edge (12) recognizable, which is integrally formed on an inner side of the Umgephaseuses (2). If the connector housing (1) is now displaced in the direction of the surrounding housing (2), the driving edge (12) widening downwardly presses against the longitudinal side of the blocking lever (10) and thus pushes the end section of the blocking lever blocking the gearwheel (5) (10) out of the plane of rotation of the gear (5) out. The blocking of the gear (5) and thus at the same time the blocking of the actuating lever (4) is thus canceled.
  • the actuating lever (4) can now be folded, wherein the gear (5) with the rack (13) of the receptacle housing (3) engages and so the connector housing (1) in the direction of the receptacle housing (3) shifts until the plug contact elements connected to the socket contacts.
  • FIG. 5 shows a further view of the actuating lever (10) in its initial position - recognizable by the output direction of the gear (5) integrally formed actuating lever (4) - in which the actuating lever (4) by the in a tooth space (6) engaging blocking lever (10) blocked is.
  • FIG. 6 is the operating lever (4) and the gear (5), after the folding of the operating lever (4), shown in its final position.
  • the output direction of the actuating lever (4) is in this case rotated relative to the starting position by about 90 ° clockwise.
  • the end portion of the blocking lever (10) is in turn engaged in a tooth gap (7). This is possible because in this end position of the connector housing (1) of the blocking lever (10) already on the Anberichtkante (12) of the outer housing (2) (see FIG. 4 ) moved back and accordingly spring back to its original position.
  • a flat connecting web (8) is integrally formed on the rear side of the toothed wheel (5), the tooth spaces (6, 7) for the blocking lever (10) only from one side makes the gear (5) accessible.
  • the connecting web (8) is only for exactly two tooth gaps (6, 7), according to the initial and the final position of the actuating lever (4), interrupted. Furthermore, an increase of the axial and radial resistance torque and thus an increased torsional stiffness of the gear (5) is additionally achieved by the connecting web (8). Since the drive edge (12) presses the blocking lever (10) behind the connecting web (8) of the gear (5), can be seen in the FIG. 4 Thus, the blocking lever (10) can not spring back to its original position before it reaches the free tooth gap (7) for the end position of the actuating lever (4).
  • the blocking of the actuating lever in its end position is advantageous, as a result of accidental or automatic opening of the circuit breaker by mechanical effects, such as vibrations of the vehicle body, is effectively prevented.
  • an unlocking pin (25) may be provided, which in the FIG. 7 outlined.
  • the unlocking pin (25) extends through an unlocking opening (26) in the wall of the surrounding housing (2) and is either mounted on the surrounding housing (2) or formed on the blocking lever (10).
  • the power circuit breaker also has on the connector housing (1) and on the receptacle housing (3) connectable plug-in contact elements, which are designed for small electrical power and are collectively referred to as signal connector (17).
  • the Housing contours of the signal connector (17) are in the Figures 1 and 2 shown.
  • the signal connector (17) closes in interconnected connector housing (1) and receptacle housing (3) an electrical signal circuit, which signals the connection state of the circuit breaker.
  • This signal can be provided to control an electronic or electromechanical relay, not shown here, which is switched on in the power circuit of the circuit breaker, so that the circuit breaker can connect and disconnect the power contacts without current and voltage.
  • the fuse (22) in a securing chamber (27) is arranged, which is closed by a lid.
  • the lid can be made in one piece or, as in the illustrated embodiment, also in several parts.
  • the cover consists of two cover parts (18, 19) which can be displaced along the access opening (28) of the securing chamber (27).
  • the cover parts (18, 19) are inseparably attached to the connector housing (1) and guided like a drawer on an edge portion of the connector housing (1).
  • the guide may advantageously have latching elements, not shown in the drawing, so that at least the complete open and fully closed lid position can be seen haptically by latching the lid parts (18, 19).
  • cover parts (18, 19) are in the position closing the securing chamber (27), they enclose the stirrups of the actuating lever (4), which are movable in slot-shaped openings (31) in the cover parts (18, 19).
  • One of the cover parts (18) has a recess (20), whose shape is adapted to the configuration of an Anformung (23) on the bracket of the actuating lever (4).
  • the Anformung (23) can be sunk in the recess (20); However, this is only possible if the cover part (18) is in a position in which it at least largely closes the securing chamber (27), otherwise the Anformung (23) of the actuating lever (4) on the surface of the cover part (18 ) meets.
  • the second cover part (19) must be brought to connect the housing parts (1, 3) in the closed position, as otherwise integrally formed on the cover part (19) web (29) of the connector housing (1), as shown in FIG. 9 seen during the insertion movement, on an edge of the outer housing (2) meets.
  • the second cover part (19) is in the position closing the securing chamber, then the web (29) is received by the surrounding housing (2), recognizable in FIG FIG. 10 , and the connector housing (1) can be connected to the receptacle housing (3).
  • FIG. 10 further shows that in interconnected housing parts, the securing chamber can not be opened by a lateral displacement of the cover part (19), since the web (29) now is blocked by the inner wall of the Umgeophuses (2). As the FIG. 2 shows, a same-acting web is also formed on the first cover part (18).
  • the Anformung the actuating lever (4) in the recess (20) of the cover member 18 is recessed. This is in the FIG. 3 shown. However, the cover part 18 is also fixed in its position so that the cover part 18 is not displaceable as long as the actuating lever (4) is folded over.
  • the operation of the circuit breaker will be briefly summarized below.
  • the installation of the circuit breaker takes place in two steps.
  • the movable part of the circuit breaker is moved translationally in the plugging direction.
  • the power circuit is closed.
  • the process is limited after the locked operating lever (4) touches the rack (13) of the fixed part of the circuit breaker.
  • the subsequent rotation movement additionally closes the signal circuit.
  • the final assembly of the circuit breaker is completed by the subsequent rotation of the operating lever (4). It comes to meshing of the gear (5) on the actuating lever (4) with the rack (13) of the receptacle housing (3). After completion of the rotation of the blocking lever (10) pivots back to its original position. Thus, the blocking lever (10) is mechanically stressed only during the assembly process.
  • the cover parts (18, 19) When closed, the cover parts (18, 19) obstruct access to the fuse (22).
  • the individual cover parts (18, 19) have on their underside webs (29), which serve as Kodierabmut.
  • the webs (29) serve in the closed state of the cover parts (18, 19) as a guide on the inside of the outer housing (2) during the assembly process. In a position of the cover parts in the open position, however, the webs (29) collide with the surrounding housing (2). Their dimensioning is designed so that in the collision with the surrounding housing (2), the translational movement of the assembly process is interrupted early.
  • the assembly process of the circuit breaker can be completed only if the cover parts (18, 19) properly obstruct access to the fuse (22), d. H. are in the closed state.
  • An additional fixing of the cover parts (18, 19) is achieved by the engagement of the Anformung (23) in the recess (20) of the first cover part (18).
  • a fuse replacement therefore requires a disassembly of the circuit breaker and thus an interruption of the electrical connections.

Landscapes

  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)
  • Fuses (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Leistungstrennschalter für ein Kraftfahrzeug, mit einem Verbindergehäuse, welches elektrisch miteinander verbundene Steckkontaktelemente aufweist, und mit einem Steckhülsengehäuse, welches Steckhülsenkontakte aufweist, und ein mit dem Steckhülsengehäuse verbundenes Umgehäuse, wobei über einen Betätigungshebel die Steckkontaktelemente mit den Steckhülsenkontakten verbindbar und trennbar sind, wobei das Verbindergehäuse eine Sicherungskammer aufweist, die eine in den Leistungskreis einfügbare Sicherung aufnimmt, wobei die Sicherungskammer eine Öffnung aufweist, durch die die Sicherung in die Sicherungskammer einsetzbar oder der Sicherungskammer entnehmbar ist, und wobei die Öffnung durch einen positionierbaren Deckel verschließbar ist.
  • Ein derartiger Leistungstrennschalter ist aus der DE 10 2004 054 360 bekannt.
  • Der nachfolgend beschriebene Leistungstrennschalter ist vorrangig zum Einsatz in elektrischen Kraftfahrzeugen und in sogenannten Hybridfahrzeugen, die neben einem Verbrennungsmotor auch einen elektrischen Antrieb aufweisen, vorgesehen. Insbesondere zu Wartungszwecken ist es hin und wieder erforderlich, die elektrische Versorgung zu unterbrechen. Da in solchen Fahrzeugen nicht nur hohe Ströme sondern auch relativ hohe Spannungen auftreten, ist es erforderlich den hierzu verwendeten Leistungstrennschalter berührungssicher auszuführen.
  • Zu den üblichen Wartungsarbeiten an elektrischen Anlagen gehört auch der Austausch einer defekten Sicherung. Da zu einem Sicherungstausch der Stromkreis zweckmäßigerweise mittels des Leistungstrennschalters unterbrochen wird, ist es vorteilhaft, wenn die Sicherung im Bereich des Leistungstrennschalters angeordnet ist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die elektrische Sicherung ein Bestandteil des Leistungstrennschalters ist.
  • Es stellte sich die Aufgabe, einen Leistungstrennschalter zu schaffen, der eine elektrische Sicherung aufweist und bei dem konstruktionsbedingt Zugriffe auf eine stromführende Sicherung und auf spannungsführende Sicherungskontakte ausgeschlossen sind.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Deckel aus zwei quer zur Steckrichtung verschiebbaren Deckelteilen besteht, die im geschlossenem Zustand den Zugang zur Sicherung versperren und die auf ihrer Unterseite Stege aufweisen, dass die Stege im geschlossenem Zustand der Deckelteile als Führung an der Innenseite des Umgehäuses während des Montageprozesses dienen und dass die Stege bei einer Stellung der Deckelteile in der geöffneten Position mit dem Umgehäuse kollidieren, und dass die Dimensionierung der Stege so ausgelegt ist, dass bei der Kollision der Stege mit dem Umgehäuse die translatorische Bewegung des Montagevorganges frühzeitig unterbrochen wird, so dass die Steckkontaktelemente bei geöffnetem Deckel nicht mit den Steckhülsenkontakten elektrisch verbindbar sind.
  • Hierzu ist somit vorgesehen, dass der geöffnete Deckel die Bewegung des Verbindergehäuses in Richtung auf das Steckhülsengehäuse mechanisch begrenzt, so dass die Steckkontaktelemente und die Steckhülsenkontakte nicht in mechanischen Kontakt miteinander kommen und somit auch keine elektrische Verbindung zueinander herstellen. Da die Verbindung des Verbindergehäuses und des Steckhülsengehäuses durch einen Betätigungshebel vermittelt wird, kann dies insbesondere durch eine Blockierung des Hebelwegs erreicht werden. Entscheidend ist hierbei die jeweilige Stellung eines positionierbaren Deckels, der beispielsweise durch zwei am Verbindergehäuse verschiebbar angeordnete Deckelteile ausgebildet sein kann. Der Deckel oder die Deckelteile (die Begriffe werden im folgenden ohne Beschränkung der Allgemeinheit gleichwertig verwendet) kann dabei wenigstens zwei Positionen einnehmen, wobei in einer Position der Deckel die Sicherungskammer verschließt und dadurch Zugriffe auf die Sicherung oder auf die die Sicherung kontaktierende Sicherungskontakte verhindert. In einer zweiten Position gibt der Deckel den Zugang zur Sicherungskammer frei und verhindert dabei zugleich eine mechanische und elektrische Verbindung von Steckkontaktelementen und Steckhülsenkontakten miteinander.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen eines erfindungsgemäßen Leistungstrennschalters ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung.
  • Es zeigen
    • Figur 1
    einen Leistungstrennschalter mit teilweise verbundenen Gehäuseteilen,
    Figur 2
    den Leistungstrennschalter in einer Explosionsansicht,
    Figur 3
    den Leistungstrennschalter mit verbundenen Gehäuseteilen,
    Figur 4
    eine vergrößerte Ansicht der Hebelmechanik,
    Figur 5
    eine erste Ansicht von Zahnrad und Blockierhebel,
    Figur 6
    eine zweite Ansicht von Zahnrad und Blockierhebel,
    Figur 7
    einen Entriegelungsstift,
    Figur 8
    eine Entriegelungsöffnung,
    Figur 9
    eine erste Detailansicht von einem Deckelteil und dem Umgehäuse,
    Figur 10
    eine zweite Detailansicht von dem Deckelteil und dem Umgehäuse.
  • Der Leistungstrennschalter realisiert Sicherheitsfunktionen im Zusammenhang mit Servicearbeiten am Kraftfahrzeug und ermöglicht die Abschaltung des Batteriepotentials. Bevorzugt werden derartige Leistungstrennschalter in Elektrofahrzeugen und Hybridfahrzeugen eingesetzt, bei denen hohen Strom- und oft auch hohe Spannungswerte berührungssicher zu schalten sind.
  • Die Figur 1 zeigt einen Leistungstrennschalter vor dem Verbinden der Schalterkomponenten in einer teilweise geschnittenen Ansicht. In der Figur 2 ist derselbe Leistungstrennschalter in einer Explosionsansicht dargestellt. Der Leistungstrennschalter besteht aus einem Verbindergehäuse (1), einem Umgehäuse (2) und einem Steckhülsengehäuse (3). Das Steckhülsengehäuse (3) weist, hier nicht im Detail dargestellte, Leistungsanschlüsse (16) auf, über die elektrische Anschlussleitungen mit dem Leistungstrennschalter verbindbar sind. Die Leistungsanschlüsse (16) können hierzu vorzugsweise innerhalb des Steckhülsengehäuses (3) angeordnete Steck-, Schraub- oder Crimpverbinder aufweisen.
  • Durch das Anfügen des Verbindergehäuses (1) an das Steckhülsengehäuse (3) können die Leistungsanschlüsse (16) elektrisch miteinander verbunden werden. Hierzu weist das Verbindergehäuses (1) intern zwei elektrische Steckkontaktelemente auf, die etwa als für hohe Stromstärken ausgelegte Flachstecker ausgebildet sein können. In der Figur 2 sind Gehäusekörper (24) erkennbar, die die Steckkontaktelemente umgeben. Die Gehäusekörper (24) sind einstückig an eine Grundplatte (15) angeformt, die auf ihrer entgegengesetzt gelegenen Oberfläche eine angeformte Aufnahmekammer (27) für eine elektrische Sicherung (22) aufweist. Die in die Aufnahmekammer (27) eingesetzte Sicherung (22) stellt eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den Steckkontaktelementen des Verbindergehäuses (1) her.
  • In eine Grundplatte (14) des Steckhülsengehäuses (3) sind, in der Zeichnung nicht dargestellte buchsenartige Steckhülsenkontakte eingebracht, in die die Steckkontaktelemente des Verbindergehäuses (1) einsetzbar sind. Die Steckhülsenkontakte stehen in elektrisch leitender Verbindung mit den Leistungsanschlüssen (16).
  • Durch das Zusammenfügen des Verbindergehäuses (1) mit dem Steckhülsengehäuse (3) werden so die Leistungsanschlüsse (16) über die hergestellte Steckverbindung und die Sicherung (22) elektrisch miteinander verbunden. Entsprechend kann die elektrische Verbindung durch eine Trennung der beiden Gehäuse (1, 3) voneinander, unterbrochen werden. Um einen guten Berührschutz zu gewährleisten, ist mit dem Steckhülsengehäuse (3) ein umlaufendes Umgehäuse (2) verbunden, welches angefügt oder angeformt sein kann. Das Umgehäuse (2) ist als ein metallenes oder metallisiertes Gehäuseteil ausgebildet, welches im Wesentlichen die Mantelfläche des Leistungstrennschalters bildet und vom Leistungstrennschalter gegebenenfalls ausgehende elektromagnetische Störungen wirkungsvoll abschirmt.
  • Um die bei Hochlaststeckverbindungen auftretenden relativ hohen Steckkräfte aufzubringen, ist zum Verbinden des Verbindergehäuses (1) mit dem Steckhülsengehäuses (3) eine Hebelmechanik vorgesehen. Diese besteht aus einem bügelartigen Betätigungshebel (4), der an zwei Stellen am Verbindergehäuse (1) drehbar gelagert ist. Der Betätigungshebel (4) bildet in den Bereichen der Lagerstellen jeweils ein einstückig angeformtes Zahnrad (5) aus. Das Zahnrad (5) kann durch Anfügen des Verbindergehäuses (1) an das Steckhülsengehäuse (3) mit einer Zahnstange (13), die an das Steckhülsengehäuse (3) angeformt ist und sich in Richtung auf das Verbindergehäuse erstreckt, in Eingriff gebracht werden. Durch Umlegen des Betätigungshebels (4) wird das Zahnrad (5) um etwa eine Vierteldrehung im Uhrzeigersinn mitgedreht, und bewegt sich dadurch zusammen mit dem gesamten Verbindergehäuse translatorisch in Richtung auf das Steckhülsengehäuse. Ist der Betätigungshebel (4) vollständig umgelegt, wie in der Figur 3 dargestellt, so erreicht damit auch das Verbindergehäuse (1) seine Endposition gegenüber dem Steckhülsengehäuse (3), in der die Steckkontaktelemente des Verbindergehäuses (1) vollständig mit den Steckhülsenkontakten in Eingriff und damit in elektrisch leitender Verbindung sind.
  • Die Anordnung des Zahnrads (5) ist in den Figuren 4 bis 6 vergrößert dargestellt. Anhand dieser Figuren soll die Funktionsweise der Hebelmechanik weiter verdeutlicht werden soll.
  • Die Figur 4 zeigt einen Abschnitt des Betätigungshebels (4), der sich in seiner Ausgangsstellung befindet. Das Zahnrad (5) liegt vor der Oberkante der Zahnstange (13), mit der das Zahnrad (5) durch eine Bewegung des Betätigungshebels (4) in Eingriff kommen soll. Des Weiteren zeigt die Figur 4 einen einarmigen, am Verbindergehäuse (1) angeformten Blockierhebel (10), dessen freier Endabschnitt in eine Zahnlücke (6) des Zahnrads (5) eingreift. Hierdurch ist die Bewegbarkeit des einstückig mit dem Zahnrad (5) verbundenen Betätigungshebels (4) blockiert.
  • Außerdem ist in der Figur 4 eine Ansteuerkante (12) erkennbar, die an einer Innenseite des Umgehäuses (2) angeformt ist. Wird das Verbindergehäuse (1) nun in Richtung auf das Umgehäuse (2) verschoben, so drückt die, sich nach unten verbreiternde Ansteuerkante (12) gegen die Längsseite des Blockierhebels (10) und schiebt damit den das Zahnrad (5) blockierenden Endabschnitt des Blockierhebels (10) aus der Drehebene des Zahnrads (5) heraus. Die Blockierung des Zahnrads (5) und damit zugleich die Blockierung des Betätigungshebels (4) ist damit aufgehoben.
  • Der Betätigungshebel (4) kann nun umgelegt werden, wobei das Zahnrad (5) mit der Zahnstange (13) des Steckhülsengehäuses (3) in Eingriff kommt und so das Verbindergehäuse (1) in Richtung auf das Steckhülsengehäuse (3) verschiebt, bis die Steckkontaktelemente mit den Steckhülsenkontakten verbunden sind.
  • Die anfängliche Arretierung des Zahnrads (5) durch den Blockierhebel (10) verhindert, dass das Verbindergehäuse (1) und das Steckhülsengehäuse (3) zusammenfügbar sind, wenn das Umgehäuse (2) nicht korrekt montiert ist. Hierdurch wird das Herstellen der durch den Leistungstrennschalter vermittelten elektrischen Verbindung verhindert, wenn wegen eines fehlenden oder falsch positionierten Umgehäuses (2) kein ausreichender Berührungsschutz und keine wirksame Abschirmung elektromagnetischer Felder gegeben ist.
  • Die Figur 5 zeigt eine weitere Ansicht des Betätigungshebels (10) in seiner Ausgangslage - erkennbar an der Abgangsrichtung des am Zahnrad (5) angeformten Betätigungshebels (4) - in der der Betätigungshebel (4) durch den in eine Zahnlücke (6) eingreifenden Blockierhebel (10) blockiert ist.
  • In der Figur 6 ist der Betätigungshebel (4) und das Zahnrad (5), nach erfolgtem Umlegen des Betätigungshebels (4), in seiner Endposition abgebildet. Die Abgangsrichtung des Betätigungshebels (4) ist hierbei gegenüber der Ausgangsstellung um etwa 90° im Uhrzeigersinn gedreht. Der Endabschnitt des Blockierhebels (10) ist hier wiederum in eine Zahnlücke (7) eingerastet. Dies ist möglich, da in dieser Endposition des Verbindergehäuses (1) der Blockierhebel (10) bereits über die Ansteuerkante (12) des Umgehäuses (2) (siehe Figur 4) hinweg bewegt und entsprechend wieder in seiner Ursprungslage zurückgefedert ist.
  • Damit der Blockierhebel (10) nicht in einer Zwischenposition in eine Zahnlücke einrastet, ist an der Rückseite des Zahnrads (5) ein flächiger Verbindungssteg (8) angeformt, der die Zahnlücken (6, 7) für den Blockierhebel (10) nur von einer Seite des Zahnrads (5) her zugänglich macht. Der Verbindungssteg (8) ist nur für genau zwei Zahnlücken (6, 7), entsprechend der Ausgangs- und die Endstellung des Betätigungshebels (4), unterbrochen. Des Weiteren wird zusätzlich durch den Verbindungssteg (8) eine Erhöhung des axialen und radialen Widerstandsmoments und damit eine erhöhte Verwindungssteifigkeit des Zahnrads (5) erzielt. Da die Ansteuerkante (12) den Blockierhebel (10) hinter den Verbindungssteg (8) des Zahnrads (5) drückt, ersichtlich in der Figur 4, kann der Blockierhebel (10) somit nicht in seine Ausgangslage zurückfedern, bevor er die freie Zahnlücke (7) für die Endstellung des Betätigungshebels (4) erreicht.
  • Die Blockierung des Betätigungshebels in seiner Endstellung ist vorteilhaft, da hierdurch ein versehentliches oder ein selbsttätiges Öffnen des Leistungstrennschalters durch mechanische Einwirkungen, wie beispielsweise Vibrationen der Kraftfahrzeugkarosserie, wirkungsvoll verhindert wird.
  • Um den blockierten Betätigungshebel (4) zu entriegeln, kann ein Entriegelungsstift (25) vorgesehen sein, der in der Figur 7 skizziert ist. Der Entriegelungsstift (25) durchragt eine Entriegelungsöffnung (26) in der Wand des Umgehäuses (2) und ist entweder am Umgehäuse (2) gelagert oder am Blockierhebel (10) angeformt.
  • Montagetechnisch noch einfacher ist es, entsprechend der Darstellung der Figur 8, auf einen Entriegelungsstift zu verzichten und nur eine Entriegelungsöffnung (26) im Umgehäuse (2) vorzusehen. Durch Einführen eines stiftartigen Gegenstands, etwa eines schmalen Schraubendrehers, in die Entriegelungsöffnung (26) kann so der Blockierhebel (10) verschoben werden, um das Zahnrad (5) und damit den Betätigungshebel (4) freizugeben. Angeformte Schrägen (9, 11) am Endabschnitt des Blockierhebels (10) und an der Rückseite des Zahnrads (5), erkennbar in der Figur 6, unterstützen ein Herausgleiten des Blockierhebels (10) aus der Zahnlücke (6).
  • Der Leistungstrennschalter weist zudem am Verbindergehäuse (1) und am Steckhülsengehäuse (3) miteinander verbindbare Steckkontaktelemente auf, die für kleine elektrische Leistungen ausgelegt sind und die im Folgenden zusammenfassend als Signalverbinder (17) bezeichnet werden. Die Gehäusekonturen des Signalverbinders (17) sind in den Figuren 1 und 2 dargestellt.
  • Der Signalverbinder (17) schließt bei miteinander verbundenen Verbindergehäuse (1) und Steckhülsengehäuse (3) einen elektrischen Signalkreis, der den Verbindungszustand des Leistungstrennschalters signalisiert. Dieses Signal kann dazu vorgesehen sein, ein hier nicht dargestelltes elektronisches oder elektromechanisches Relais anzusteuern, welches in den Leistungskreis des Leistungstrennschalters eingeschaltet ist, so dass der Leistungstrennschalter die Leistungskontakte strom- und spannungsfrei verbinden bzw. trennen kann.
  • Hierzu ist eine gegenüber dem Leistungskreis nacheilende Schließung des Signalkreises und voreilende Trennung desselben erforderlich. Entsprechend wird bei der Demontage des Leistungstrennschalters zunächst der Signalkreis durch eine rotatorische Bewegung des Betätigungshebels (4) unterbrochen. Durch diese Bewegung und die nachfolgende translatorische Bewegung der Gehäuse (1, 3) zueinander wird danach der Leistungskreis geöffnet. Die Abfolge beim Verbinden der Gehäuse (1, 3) erfolgt in umgekehrter Reihenfolge.
  • In den Leistungskreis eingefügt ist eine elektrische Sicherung als Überlastschutz. Wie die Figur 2 zeigt, ist die Sicherung (22) in einer Sicherungskammer (27) angeordnet, die durch einen Deckel verschließbar ist. Der Deckel kann einteilig oder, wie im dargestellten Ausführungsbeispiel, auch mehrteilig ausgeführt sein. Entsprechend der Darstellung der Figur 2 besteht der Deckel aus zwei Deckelteilen (18, 19), die entlang der Zugangsöffnung (28) der Sicherungskammer (27) verschoben werden können. Hierzu sind die Deckelteile (18, 19) untrennbar an das Verbindergehäuse (1) angefügt und schubladenartig an einem Randabschnitt des Verbindergehäuses (1) geführt. Die Führung kann vorteilhaft, in der Zeichnung nicht dargestellte Rastelemente aufweisen, so dass zumindest die vollständige geöffnete und die vollständig geschlossene Deckelposition durch Einrasten der Deckelteile (18, 19) haptisch erkennbar ist.
  • Befinden sich die Deckelteile (18, 19) in der die Sicherungskammer (27) verschließenden Position, so umschließen sie die Bügel des Betätigungshebels (4), die in schlitzförmigen Durchbrüche (31) in den Deckelteilen (18, 19) beweglich sind.
  • Eines der Deckelteile (18) weist eine Ausnehmung (20) auf, deren Form an die Ausgestaltung einer Anformung (23) am Bügel des Betätigungshebels (4) angepasst ist. Die Anformung (23) kann in der Ausnehmung (20) versenkt werden; allerdings ist dies nur dann möglich, wenn sich das Deckelteil (18) in einer Position befindet, in der es die Sicherungskammer (27) zumindest weitgehend verschließt, da andernfalls die Anformung (23) des Betätigungshebels (4) auf die Fläche des Deckelteils (18) trifft.
  • Auch das zweite Deckelteil (19) muss zum Verbinden der Gehäuseteile (1, 3) in die Schließposition gebracht werden, da sonst ein an das Deckelteil (19) angeformter Steg (29) des Verbindergehäuses (1), wie aus der Figur 9 ersichtlich, bei der Steckbewegung, auf eine Kante des Umgehäuses (2) trifft. Befindet sich das zweite Deckelteil (19) dagegen in der die Sicherungskammer verschließenden Stellung, so wird der Steg (29) vom Umgehäuse (2) aufgenommen, erkennbar in der Figur 10, und das Verbindergehäuse (1) kann mit dem Steckhülsengehäuse (3) verbunden werden.
  • Die Figur 10 zeigt weiterhin, dass bei miteinander verbundenen Gehäuseteilen, die Sicherungskammer nicht durch eine seitliche Verschiebung des Deckelteils (19) geöffnet werden kann, da der Steg (29) nun durch die innere Wand des Umgehäuses (2) blockiert wird. Wie die Figur 2 zeigt, ist ein gleichwirkender Steg auch an das erste Deckelteil (18) angeformt.
  • Ist der Betätigungshebel (4) vollständig umgelegt und die Leistungsanschlüsse (16) folglich elektrisch miteinander verbunden, ist die Anformung des Betätigungshebels (4) in der Ausnehmung (20) des Deckelteils 18 versenkt. Dies ist in der Figur 3 dargestellt. Damit ist das Deckelteil 18 aber auch seiner Position festgelegt, so dass das Deckelteil 18 nicht verschiebbar ist, solange der Betätigungshebel (4) umgelegt ist.
  • Somit ist ein Verbinden der Gehäuseteile (1, 3) des Leistungstrennschalter erst dann möglich ist, wenn die Deckelteile (18, 19) die Sicherungskammer (27) vollständig verschließen. Außerdem ist ein Öffnen der Deckelteile (18, 19) nur bei voneinander getrennten Gehäuseteilen (1, 3) möglich. Damit ist es ausgeschlossen, dass bei einem strom- bzw. spannungsführenden Leistungstrennschalter auf das Innere der Sicherungskammer (27) zugegriffen werden kann.
  • Die Funktionsweise des Leistungstrennschalters sei im Folgenden noch einmal kurz zusammengefasst. Die Montage des Leistungstrennschalters erfolgt in zwei Montageschritten. Das bewegliche Teil des Leistungstrennschalters wird in Steckrichtung translatorisch bewegt. Dabei wird der Leistungskreis geschlossen. Der Vorgang wird begrenzt, nachdem der arretierte Betätigungshebel (4) die Zahnstange (13) des festen Teiles des Leistungstrennschalters berührt. Am Ende des ersten Montageschrittes erfolgt die Freigabe zur Rotation des Betätigungshebels (4) über die Anlaufkante (12) im Umgehäuse (2). Durch die anschließende Rotationsbewegung wird zusätzlich der Signalstromkreis geschlossen.
  • Der an dem Leistungstrennschalter gelagerte Betätigungshebel (4) ist in seinem Anlieferzustand durch den Blockierhebel (10) arretiert. Die Aufhebung der Arretierung erfolgt durch eine Ansteuerkante (12) innerhalb des Umgehäuses (2), die den Blockierhebel (10) während des Montagevorganges auslenkt und somit den Betätigungshebel (4) freigibt. Das Vorsehen eines angeformten Verbindungsstegs (8) zwischen den Zahnradflanken verhindert, dass der Blockierhebel (10) während des anschließenden Drehvorganges in seiner Ausgangsposition zurückschwenken kann.
  • Durch die Arretierung des Betätigungshebels (4) und durch die zwingend erforderliche Freigabe durch die Ansteuerkante (12), wird sichergestellt, dass das Umgehäuses (2) montiert ist.
  • Die endgültige Montage des Leistungstrennschalters wird durch die anschließende Drehbewegung des Betätigungshebels (4) vollzogen. Dabei kommt es zum Ineinandergreifen des Zahnrads (5) am Betätigungshebel (4) mit der Zahnstange (13) des Steckhülsengehäuses (3). Nach Beendigung des Drehvorganges schwenkt der Blockierhebel (10) in seine Ausgangsstellung zurück. Somit ist der Blockierhebel (10) nur während des Montagevorganges mechanisch belastet.
  • Der Zugang zur Sicherung (22) erfolgt über zwei quer zur Steckrichtung verschiebbare Deckelteile (18, 19). Im geschlossenem Zustand versperren die Deckelteile (18, 19) den Zugang zur Sicherung (22). Die einzelnen Deckelteile (18, 19) weisen auf ihrer Unterseite Stege (29) auf, die als Kodierabfragen dienen. Die Stege (29) dienen im geschlossenem Zustand der Deckelteile (18, 19) als Führung an der Innenseite des Umgehäuses (2) während des Montageprozesses. Bei einer Stellung der Deckelteile in der geöffneten Position kollidieren die Stege (29) dagegen mit dem Umgehäuse (2). Ihre Dimensionierung ist so ausgelegt, dass bei der Kollision mit dem Umgehäuse (2) die translatorische Bewegung des Montagevorganges frühzeitig unterbrochen wird.
  • Der Montagevorgang des Leistungstrennschalters kann nur dann abgeschlossen werden, wenn die Deckelteile (18, 19) ordnungsgemäß den Zugang zur Sicherung (22) versperren, d. h. sich im geschlossenem Zustand befinden. Nach Vollendung der Drehbewegung des Betätigungshebels (4) befinden sich die Stege (29) der Deckelteile (18, 19) innerhalb des Umgehäuses (2), wodurch die Deckelteile (18, 19) gegen eine Verschiebung arretiert sind. Eine zusätzliche Festsetzung des Deckelteile (18, 19) wird durch das Eingreifen der Anformung (23) in die Ausnehmung (20) des ersten Deckelteils (18) erreicht.
  • Zum Öffnen der Sicherungskammer (27) sind diese Montageschritte entsprechend rückgängig zu machen. Ein Sicherungswechsel setzt daher eine Demontage des Leistungstrennschalters und damit eine Unterbrechung der elektrischen Verbindungen voraus.
    • Bezugszeichen
    • 1
    Verbindergehäuse
    2
    Umgehäuse
    3
    Steckhülsengehäuse
    4
    Betätigungshebel
    5
    Zahnrad
    6, 7
    Zahnlücke
    8
    Verbindungssteg
    9
    Schräge (am Zahnrad)
    10
    Blockierhebel
    11
    Schräge (am Blockierhebel)
    12
    Ansteuerkante
    13
    Zahnstange
    14
    Grundplatte (am Steckhülsengehäuse)
    15
    Grundplatte (am Verbindergehäuse)
    16
    Leistungsanschlüsse
    17
    Signalverbinder
    18
    erstes Deckelteil
    19
    zweites Deckelteil
    20
    Ausnehmung (im Deckel)
    21
    Hebeleinschnitt (im Deckel)
    22
    Sicherung
    23
    Anformung (am Betätigungshebel)
    24
    Gehäusekörper
    25
    Entriegelungsstift
    26
    Entriegelungsöffnung
    27
    Sicherungskammer (Aufnahmekammer)
    28
    Zugangsöffnung
    29
    Steg(e)
    31
    schlitzförmige Durchbrüche

Claims (9)

  1. Leistungstrennschalter für ein Kraftfahrzeug,
    mit einem Verbindergehäuse (1), welches elektrisch miteinander verbundene Steckkontaktelemente aufweist,
    und mit einem Steckhülsengehäuse (3), welches Steckhülsenkontakte aufweist,
    und ein mit dem Steckhülsengehäuse verbundenes Umgehäuse (2),
    wobei über einen Betätigungshebel (4) die Steckkontaktelemente mit den Steckhülsenkontakten verbindbar und trennbar sind,
    wobei das Verbindergehäuse (1) eine Sicherungskammer (27) aufweist, die eine in den Leistungskreis einfügbare Sicherung (22) aufnimmt,
    wobei die Sicherungskammer (27) eine Öffnung (28) aufweist, durch die die Sicherung (22) in die Sicherungskammer (27) einsetzbar oder der Sicherungskammer (27) entnehmbar ist, und
    wobei die Öffnung (28) durch einen positionierbaren Deckel verschließbar ist, dadurch gekennzeichnet,
    dass der Deckel aus zwei quer zur Steckrichtung verschiebbaren Deckelteilen (18, 19) besteht, die im geschlossenem Zustand den Zugang zur Sicherung (22) versperren und die auf ihrer Unterseite Stege (29) aufweisen,
    dass die Stege (29) im geschlossenem Zustand der Deckelteile (18, 19) als Führung an der Innenseite des Umgehäuses (2) während des Montageprozesses dienen und dass die Stege (29) bei einer Stellung der Deckelteile in der geöffneten Position mit dem Umgehäuse (2) kollidieren,
    und dass die Dimensionierung der Stege (29) so ausgelegt ist, dass bei der Kollision der Stege (29) mit dem Umgehäuse (2) die translatorische Bewegung des Montagevorganges frühzeitig unterbrochen wird, so dass die Steckkontaktelemente bei geöffnetem Deckel (18, 19) nicht mit den Steckhülsenkontakten elektrisch verbindbar sind.
  2. Leistungstrennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckelteile (18, 19) unverlierbar mit dem Verbindergehäuse (1) verbunden ist/ sind.
  3. Leistungstrennschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckelteile (18, 19) schubladenartig am Verbindergehäuse (1) geführt ist/sind.
  4. Leistungstrennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckelteile (18, 19) in der geöffneten und/oder der geschlossenen Position mit dem Verbindergehäuse (1) verrastet ist/sind.
  5. Leistungstrennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Deckelteile (18, 19) eine Ausnehmung (20) aufweist, in die eine Anformung (23) des Betätigungshebels (4) eingreift.
  6. Leistungstrennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Stege der Deckelteile (18, 19) angeformt ist.
  7. Leistungstrennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Deckelteile (18, 19) schlitzförmige Durchbrüche (31) für die Bewegung des Betätigungshebels (4) aufweist.
  8. Leistungstrennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Leistungstrennschalter einen elektrischen Leistungskreis und einen elektrischen Signalkreis aufweist verbindet bzw. trennt.
  9. Leistungstrennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mit dem Steckhülsengehäuse verbundene Umgehäuse (2) metallern oder metallisiert ist.
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