EP2481129A1 - Steckkupplungssystem - Google Patents

Steckkupplungssystem

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EP2481129A1
EP2481129A1 EP10765936A EP10765936A EP2481129A1 EP 2481129 A1 EP2481129 A1 EP 2481129A1 EP 10765936 A EP10765936 A EP 10765936A EP 10765936 A EP10765936 A EP 10765936A EP 2481129 A1 EP2481129 A1 EP 2481129A1
Authority
EP
European Patent Office
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coupling
plug
inner conductor
socket
coupling system
Prior art date
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EP10765936A
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English (en)
French (fr)
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EP2481129B1 (de
Inventor
Gerhard SCHLÖGL
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Individual
Original Assignee
Individual
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Publication date
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Publication of EP2481129A1 publication Critical patent/EP2481129A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2481129B1 publication Critical patent/EP2481129B1/de
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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
    • H01R13/005—Electrical coupling combined with fluidic coupling
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R2201/00—Connectors or connections adapted for particular applications
    • H01R2201/26—Connectors or connections adapted for particular applications for vehicles

Definitions

  • the invention relates to a plug-in coupling system according to the preamble of
  • auxiliary units electric motors whose electrical energy is provided by a generator which is driven by an internal combustion engine.
  • the vehicle it is necessary to provide the vehicle with an electrical network to which any electrical generator and consumer such as generator,
  • Travel drive, power take-offs or electrically driven tools can be coupled.
  • plug-in couplings are also required, which also produce a fluid connection for transmitting the respective cooling channels in addition to an electrical connection.
  • Such plug-in couplings high electrical power in the range of 50KW to 300KW are transmitted at an electrical current of 50A to 400A.
  • high electrical powers are understood to mean performances in the range of 50 kW to 300 kW with an electrical current of 50A to 400A.
  • plug-in coupling system at least one electromechanical
  • Protection system consisting of at least one electronic switching means and at least one disposed within the coupling socket and / or the coupling plug mechanical switching means for producing or separating the electrically conductive connection, wherein the electronic switching means and the mechanical switching means are independently controllable. Due to the two-stage electromechanical protection system, overvoltages, in particular arcs, which are particularly advantageous when disconnecting and connecting high electrical powers of a DC circuit are avoided.
  • At least one electronic switching means by a relay or by at least one electronic high-performance component
  • the mechanical switching means for producing or separating the electrically conductive connection by inserting the coupling plug into the coupling socket or by removing the coupling plug from the coupling socket is formed switchable.
  • the coupling plug and the coupling socket also have one of a
  • Coupling plug and the coupling socket are at least partially surrounded by an electrically conductive contact sleeve, which is designed to be displaceable relative to the inner conductor or vice versa.
  • the contact sleeve of the coupling plug is provided for electrically conductive connection of the inner conductor of the coupling plug and the coupling socket in the coupled state.
  • the inner conductor of the coupling socket is formed in several parts, which preferably has at least two inner conductor elements which are electrically isolated from each other.
  • the at least two inner conductor elements are particularly advantageously connected to one another via a pin of electrically insulating material, preferably a ceramic pin, wherein an electrically conductive connection of the at least two
  • Inner conductor elements in the coupling socket in the coupled state takes place by a displaceable contact sleeve, for example by means of at least one annular spring contact, which is provided between the contact sleeve and the inner conductor.
  • FIG. 1 by way of example a plug-in coupling according to the invention in the decoupled
  • Figure 2 shows an example of a plug-in coupling according to the invention in the coupled state in a lateral sectional view.
  • 3 shows by way of example a coupling socket according to the invention in the decoupled state in a lateral sectional view;
  • Fig. 5 by way of example and schematically the electric current flow through a
  • FIG. 10 shows by way of example a schematic view of a commercial vehicle with an attachment coupled via an inventive plug-in coupling system
  • Fig. 12 shows an example of a plug-in coupling system according to the invention in the coupled
  • Fig. 13 a, b for example, a flow diagram for releasing and connecting a
  • FIG. 1 shows a plug-in coupling 1 according to the invention in a decoupled state and in FIG. 2 in a coupled state, in each case in sectional side views.
  • the plug-in coupling 1, which is designed for transmitting high-power electrical energy and the simultaneous transmission of a pressurized fluid, in particular a cooling fluid, consists of at least one coupling plug 2 and at least one coupling socket 3, each with an electrically conductive inner conductor 4, 5.
  • Der Coupling plug 2 is at least partially in the coupling socket 3 for
  • the plug-in coupling 1 shown in the exemplary embodiment which is preferably provided for operation in a medium-voltage DC network, for example, with a power of up to 300KV and a current of 400A, has at least one
  • Electromechanical protection system consisting of at least one electronic switching means 35 and at least one mechanical, disposed within the coupling socket 3 and / or the coupling plug 2 switching means 4, 1 1 for the preparation or separation of the electrically conductive connection.
  • the electronic switching means 35 and the mechanical switching means 4, 1 1 are preferably independent
  • Coupling plug 2 are peripherally surrounded by a fluid channel 6, which is designed to flow through a pressurized fluid through the plug-in coupling 1. Furthermore, in each case a valve body 7, 8 are arranged both in the coupling plug 2 and in the coupling socket 3, which are designed to close the fluid channel 6 in the decoupled state of the plug-in coupling 1.
  • valve body 7, 8 are in this case slidably disposed within the coupling socket 3 and the coupling plug 2 and are in the decoupled state by means of springs 14, 1 5, in particular coil springs, positioned such that the coupling plug 2 through the valve body 7 and the coupling socket 3 through the Valve body 8 am Clutch plug end 2.1 or 3.1 are sealed liquid-tight at the coupling socket end.
  • Coupling socket 3 shifted so that the plug-in coupling 1 in the coupled state has a continuous fluid channel 6.
  • the valve body 7, 8 is in addition to the production of a continuous fluid channel 6 through the
  • the inner conductor 5 of the coupling socket 3 is in this case designed in several parts and preferably has a first to third inner conductor element 5.1 to 5.3.
  • the coupling socket 3 consists of a substantially circular tubular, electrically conductive, preferably metallic coupling socket housing 3.2, which has a circular opening with the diameter d at the first coupling socket end 3.1, which by the annular cross-section in the front cross-section, a circular opening of the diameter b having valve body 8 and that in this
  • Valve body 8 recorded, first inner conductor element 5.1 with its thickened end 5.1 .1 is sealed liquid-tight.
  • Both the first inner conductor element 5.1 and the adjoining second and third inner conductor elements 5.2, 5.3 and the valve body 8 are concentric with the longitudinal axis LA1 of the coupling socket 3.
  • the on the inner conductor 5 at least partially guided, this circumferentially enclosing valve body 8 is between the inner conductor. 5 and the coupling socket housing 3.2 displaced arranged, along the longitudinal axis LA1.
  • the coupling socket housing 3.2 on its inner side 3.2.1 in the region of the first coupling socket end 3.1 a groove 3.2.2 for receiving a seal 16, wherein both the groove 3.2.2 and the seal 16 are preferably formed annularly around the valve body 8 circumferentially ,
  • the valve body 8 has on its the inside 3.2.1 of the coupling box housing 3.2 side facing, for example, a first and second stages 8.1, 8.2, so that three portions on the outer peripheral side of the valve body 8 arise, preferably concentric to the longitudinal axis LA1 of the coupling socket 3 and run with different radial distance to this longitudinal axis LA1.
  • the first grading 8.1 is in this case the grading 3.2.3 of the inside 3.2.1 of
  • Coupling socket housing 3.2 adapted.
  • the outer diameter d of the valve body 8 in the subsection 8.3 of the valve body 8 is adapted to the diameter d of the opening of the coupling socket housing 3.2 at the first coupling socket end 3.1.
  • the seal 16 seals against the portion 8.3 of the valve body eighth
  • the coupling socket 3 liquid-tight.
  • the inner circumferential side of the valve body 8 which faces the inner conductor 5 is likewise stepped, with a first inner side area 8.5 lying close to the first coupling socket end 3.1 and a second inner side area 8.6 separated by a stepping 8.7 or chamfering.
  • the first inner side region 8.5 and the second inner side region 8.6 extend concentrically with respect to the longitudinal axis LA1, wherein the first inner side region 8.5 has a smaller distance from the longitudinal axis LA1 than the second inner side region 8.6.
  • the first inner side region 8.5 has a spacing of approximately b / 2 from the longitudinal axis LA1, so that the head region 5.1 .1 of the first inner conductor element 5.1, which has a diameter b, is snugly received in the interior of the valve body 8 in the decoupled state.
  • the first inner conductor element 5.1 of the coupling socket 3 tapers in the end of the head region 5.1.1 facing away from the first coupling socket end 3.1 and merges into an inner conductor region 5.1 .2 of a cylindrical shape and an outer diameter c.
  • the inner conductor region 5.1 .2 is in this case over a partial length surrounded by an electrically conductive, round tubular shaped contact sleeve 1 1, which is firmly connected via an electrically non-conductive insulating body 1 7, for example made of plastic, with the valve body 8 in the second inner side region 8.6.
  • the insulating body 1 7 in this case preferably has a plurality of parallel to the longitudinal axis LA1 extending flow channels through which in the coupled state of the plug-in coupling 1, a fluid flow is made possible.
  • first to third inner conductor elements 5.1, 5.2, 5.3 are separated by insulator 18, 19 and the first inner conductor element 5.1 from the second inner conductor element 5.2 by a ceramic pin 10, which is preferably made of zirconium oxide.
  • a ceramic pin 10 which is preferably made of zirconium oxide.
  • On both sides of the insulator 18 are each at least one, preferably arranged on each side of several spring contacts 1 3, in grooves, so that the order of the first and second
  • Inner conductor elements 5.1, 5.2 peripherally encircling spring contacts 13 are partially embedded in the first and second inner conductor elements 5.1, 5.2.
  • the displaceably guided on the first inner conductor element 5.1 contact sleeve 1 1 forms together with the first and second inner conductor elements 5.1, 5.2 and preferably in pairs at the adjacent ends of the first and second
  • Inner conductor element 5.1, 5.2 disposed spring contacts 13, the mechanical
  • Switching means for producing or separating the electrically conductive connection between the first and second inner conductor element 5.1, 5.2 of the coupling socket 3 from.
  • an insulating washer 21 is provided within the coupling box housing 3.2, which is preferably made of electrically insulating, glass fiber reinforced plastic.
  • the insulating disk 21 preferably has a plurality of flow channels pointing along the longitudinal axis LA1 for producing a fluid channel 6 that runs through the coupling socket 3 in the coupled state of the plug-in coupling 1.
  • the insulating washer 21 in this case ensures both a concentric alignment of the inner conductor elements 5.1, 5.2 within the coupling socket housing 3.2 as well as a displacement protection of the same.
  • the inner conductor 5, in particular the second inner conductor element 5.2 is galvanically separated from the electrically conductive, preferably steel, coupling socket housing 3.2.
  • Coupling plug 2 is pressed in the direction of the first coupling socket end 3.1, and due to the first gradation 8.1 of the valve body 8, which cooperates with the grading 3.2.3 of the inside 3.2.1 of the coupling socket housing 3.2, at the first coupling socket end 3.1 flush.
  • the valve body 8 When inserting the coupling plug 2 into the coupling socket 3, the valve body 8 is displaced against the spring force of the spring 1 5 along the longitudinal axis LA1 of the coupling socket 3 in its interior, wherein the valve body 8 due to the contact sleeve 1 1 on the inner conductor region 5.1 .2 of the first inner conductor element 5.1 is performed.
  • an insulating body 19 is arranged in a central region, which is bounded laterally by the insulating disks 21, 22, approximately centrally between these insulating disks 21, 22 and concentric to the longitudinal axis LA1, the second and third inner conductor element 5.2, 5.3 spaced apart and electrically isolated from each other.
  • the second and third inner conductor element 5.2, 5.3 spaced apart and electrically isolated from each other.
  • Inner conductor element 5.2, 5.3 are preferably at right angles to the longitudinal axis LA1 bores introduced, in which bolts 23 engage with their free ends. These bolts 23 are preferably designed as electrically conductive relay bridges and approximately at right angles out of the coupling socket housing 3.2, wherein the penetration points of the bolt 23 are electrically isolated by the coupling socket housing 3.2 relative to the coupling socket housing 3.2 and liquid-tight.
  • Coupling socket 3 allows.
  • plug-in coupling 1 i. before the transfer from the coupled state to the decoupled state, first the relay 35 is switched and thus the electrically conductive connection between the second and third
  • Coupling plug 2 is required by the coupling socket 3, by the displacement of the contact sleeve 1 1 ensures that the inner conductor 5 in the region of the first
  • High-performance device preferably a high-power transistor, namely an IGBT ("insulated-gate bipolar transistor") having electrical and / or electronic circuit formed.
  • IGBT insulated-gate bipolar transistor
  • FIG. 4 an inventive coupling plug 2 of the plug-in coupling 1 is shown in a lateral sectional view along its longitudinal axis LA2.
  • Coupling plug 2 has an electrically conductive, preferably metallic
  • Coupling plug housing 2.2 which is designed as a hollow body with its inner and outer circumferential sides substantially rotationally symmetrical to the longitudinal axis LA2.
  • the first coupling plug end 2.1 of the coupling plug housing 2.2 is designed for insertion into the coupling socket 3 for producing the coupled state of the plug-in coupling 1.
  • the first coupling plug end 2.1 of the coupling plug housing 2.2 on the front side an annularly shaped face 2.4 with a ring thickness a.
  • the circular geometry of the face 2.4 is approximately equal to the dimension with the face 8.8 of the valve body 8, wherein the insertion of the coupling plug 2 in the coupling socket 3, the end faces 2.4, 8.8 of the coupling connector housing 2.2 and the valve body 8 abut against each other.
  • the first coupling plug end 2.1 has a substantially cylindrical
  • the Coupling plug housing 2.2 has, after an insertion depth t (measured from the first coupling plug end 2.1) a grading 2.5, which serves as insertion limit of the coupling plug 2 in the coupling socket 3.
  • the inner conductor 4 In the interior of the coupling plug 2, the inner conductor 4 is slidably received, wherein the displacement of the inner conductor 4 concentric with the longitudinal axis LA2 takes place along this longitudinal axis LA2.
  • the lying in the region of the first coupling plug end 2.1, thickened formed, substantially cylindrical end of the inner conductor 4 forms a valve body 7, which is provided as a closure of the annular annular face 2.4 of the coupling plug 2.
  • the valve body 7 is in this case dimensioned such that the opening of the annular-shaped end face 2.4 of the coupling plug 2 with the diameter b is accurately closed by the valve body 7.
  • the valve body 7 also has circumferentially two circumferential grooves 7.1, which are provided for receiving a seal 16 and a spring contact 13.
  • an insulating washer 26 preferably made of glass fiber reinforced plastic, which is preferably penetrated by a plurality of parallel to the longitudinal axis LA2 extending flow channels.
  • the insulating washer 26 in this case has an inner bore, preferably with at least one step, and is pushed onto an approximately centered on the inner conductor 4, the stepped region thereof.
  • Insulating washer 26 and the inner conductor 4 and the inner bore of the insulating and the outer diameter of the inner conductor 4 are geometrically matched.
  • the insulating disk 26 is spring-loaded in the decoupled state of the plug-in coupling 1 by the spring 14, against a gradation 2.6 or bevel in the interior of the
  • the inner conductor 4 and thus also the valve body 7 along the longitudinal axis LA2 of the coupling plug 2 is moved inside the coupling plug housing 2.2, wherein the valve body 7 is pushed back into the contact sleeve 12.
  • This contact sleeve 12 is electrically isolated via an insulating body 27 connected to the coupling connector housing 2.2. It has at least one, preferably a plurality of flow channels, which allow a flow of a fluid along the longitudinal axis LA2.
  • the contact sleeve 12 serves in this case the electrically conductive connection of the head portion 5.1.1 and the valve body 7 and thus the inner conductor 4, 5 via the spring contacts 1 3 in
  • a Reduzierhülse 25 is screwed with its free end 25.1.
  • This reduction sleeve 25 serves for connection to a hose fitting of a liquid-cooled electrical conductor, wherein this hose fitting can be screwed onto the free end 25.2 of the reduction sleeve 25.
  • the electrical connection between the free end 4.2 of the inner conductor 4 to the electrical conductor of a screwed at the free end 25.2 of the reducer 25 hose fitting via spring contacts 13, which are arranged on the free end 4.2 of the inner conductor 4 in grooves against displacement.
  • the starting point here is initially the decoupled state, as shown in FIG.
  • the decoupled state of the plug-in coupling 1 is characterized in particular by the fact that the openings arranged at the first coupling plug end 2.1 and at the first coupling socket end 3.1 are closed in a liquid-tight manner by the spring-loaded displaced valve bodies 7, 8.
  • the free end 4.2 of the inner conductor 4 of the coupling plug 2 is pulled out by the displacement of the valve body 7 and therefore also the displacement of the inner conductor 4 from the inner conductor of a screwed onto the Reduzierhülse 25 hose fitting and thus electrically separated.
  • Inner conductor elements 5.1, 5.2 electrically isolated from each other, since the contact sleeve 1 1 is displaced by the spring load of the valve body 8 toward the first coupling socket end 3.1 and thus no electrical bridging of the insulating body 18 and the ceramic pin 10 by means of this contact sleeve 1 1.
  • these ends in the decoupled state by means of spring contacts 1 3 against the Kupplungsstecker- or
  • Coupling socket housing 2.2, 3.2 short-circuited.
  • Coupling plug 2 rests on the front side of the coupling socket housing 3.2 at the first coupling socket end 3.1.
  • Spring contacts 13 and the contact sleeve 1 1 created an electrically highly conductive connection, which has an electrical capacity up to 300 KW at an electrical current of up to 400 A.
  • the same requirements also apply to all other contact points of the plug-in coupling 1.
  • Coupling plug end 2.1 penetrates this exposed head portion 5.1 .1 and at least partially the adjoining inner conductor portion 5.1 .2 in the valve body of the 7th or the inner conductor 4 shared interior of the coupling connector housing 2.2 a. In this case, the end face of the head area 5.1 .1 and the end face 4.1 of the inner conductor 4 abut against each other.
  • Coupling plug 2 and the head portion 5.1.1 of the first inner conductor element 5.1 of the coupling socket 3 to lie in the region of the contact sleeve 12 and are enclosed by this form-fitting manner.
  • the inner conductor 4 is electrically connected to the first inner conductor element 5.1 of the inner conductor 5 via the contact sleeve 12.
  • Coupling plug 2 in the coupling socket 3 and the liquid-tight closure thereof are repealed and a low-loss continuous fluid channel
  • the plug-in coupling 1 As already stated, the fluidic coupling of the coupling plug 2 with the coupling socket 3 takes place immediately before the production of an electrically conductive connection. In the decoupled state, the valve body 7, 8 close the coupling plug 2 and the coupling socket 3 liquid-tight.
  • the openings closed by the valve body 7, 8 openings are at least partially released, so that a fluid flow over the defined by the end face 2.4 interface is made possible.
  • the fluid is preferably an insulating oil, which may be due to its insulating properties in the coupling or
  • Fig. 6 the way of the fluid flow through the plug-in coupling 1 is shown by way of example with arrows. Due to the predominantly prevailing
  • a fluid channel 6 is created, which surrounds the inner conductor 4, 5 circumferentially completely.
  • the supporting elements i. the insulating discs 21, 22, 26 and the insulating body 1 7, 27 of
  • Traversed flow channels which are dimensioned such that a possible lossless flow of the fluid is made possible by the plug-in coupling 1. It is understood that the direction of flow can also be in the opposite direction.
  • valve body 7 and the head area 5.1 .1 of the first inner conductor element 5.1 are here in two respects importance. On the one hand, these serve
  • the spring contact 1 3 must be elastically deformable such that it is on the one hand without tilting in the contact sleeve 12 can be inserted and on the other hand solely by the spring forces of the springs 14, 15 causes a displacement of the valve body 7, 8 without tilting.
  • FIG. 7 shows by way of example the contacting between the valve body 7 and the contact sleeve 12 in a sectional view perpendicular to the longitudinal axis LA2.
  • Valve body 7 can be this example, when inserted into the contact sleeve 12 and in the opening at the first end of the coupling plug 2.1
  • Insert coupling plug housing 2.2 wherein the diameter b may be dimensioned slightly smaller, so that the spring contact 13 is deformed there such that the individual coils of the spring contacts 1 3 occupy a smaller angle to the tangent T to the valve body 7 than in the case before deformation.
  • the plug-in coupling 1 which has, for example, an electrical load capacity of up to 300 KW with an electrical current of up to 400 A and is preferably designed for transmitting DC or DC voltage, is preferably arranged in pairs, as shown in FIGS. 8 and 9 where two
  • Coupling plug 2, 2 ' are arranged side by side to each other by means of a coupling plug plate 28 spaced apart, so that the centers of the circular end faces of the coupling plug 2, 2' in the perpendicular to the longitudinal axes LA2, LA2 'extending transverse axis QA are added.
  • Coupling plug plate 28 in circular openings the coupling plug 2, 2 'with their first coupling plug ends 2.1, 2.1' facing end faces of the flanges 2.7 brought back to rest against the coupling plug plate 28 and preferably screwed with this.
  • the pairwise arrangement of two coupling plugs 2, 2 'on the coupling plug plate 28 is at the same time a Connection of two coupling plugs 2, 2 'with two coupling sockets 3, 3' possible, so that in a single coupling operation, a closed circuit or
  • Fluid circuit consisting of forward and return conductors can be realized.
  • an arrangement of two coupling sockets 3, 3 ' is provided on a coupling socket plate 29, wherein the individual coupling sockets 3, 3' are arranged by means of the flanges 3.2.4 on the coupling socket plate 29. This penetrate the
  • Coupling socket plate 29 preferably accurate to circular openings, wherein the coupling socket plate 29 at the first coupling socket end 3.1, 3.1 'facing end face of the flange 3.2.4 comes to rest and preferably flush with the first coupling socket end 3.1, 3.1' terminates, i. with this essentially forms a plane.
  • Coupling plug 2, 2 ' can easily dip into the coupling sockets 3, 3'.
  • a centering bolt 30 and a pastille 31 are provided on the coupling plug plate 28, which project perpendicularly from the coupling plug plate 28 or parallel to the longitudinal axes LA2, LA2 '.
  • the centering pin 30 and the pastille 31 are in this case arranged centrally between the two coupling plugs 2, 2 'and offset from the transverse axis QA.
  • the centering pin 30 is used in the introduction of the coupling plug 2, 2 'in the coupling sockets 3, 3' of centering these elements to each other, ie the centering pin 30 limits the movement of the coupling plug 2, 2 'in the horizontal and vertical direction of movement.
  • the pastille 31 is provided, which is circumferentially preferably prism-shaped machined to compensate for manufacturing tolerances.
  • the centering pin 30 and the lozenge 31 cooperate with the coupling socket plate 29 with flanged bushes 32, and dive into the collar bushes 32 during the coupling process.
  • Coupling plug plate 28 is provided with the bolt 34, with the
  • Coupling can plate 29 are connected, cooperates.
  • the sickle lever 33 is formed like a bow, with a handle 33.1 two laterally on the coupling plug plate
  • Sickle lever halves 33.2, 33.2 ' are rotatably mounted about a perpendicular to the longitudinal axis LA2, LA2' of the coupling plug 2, 2 'and parallel to the transverse axis QA extending axis of rotation DA and each have a sickle-like recess 33.3, 33.3' on.
  • Clutch plug ends 2.3, 2.3 ' is pivoted, slide the bolts 34 in the recesses 33.3, 33.3', in such a way that their radius relative to the axis of rotation DA to the closed recess end is smaller.
  • the coupled state of the plug-in couplings 1, 1 ' is achieved when the bolts 34 at the ends of
  • an insulating oil is preferably used, which has very good electrical insulation properties and thus ensures electrical insulation of the inner conductor 4, 5 of the female connector housing 2.2 and the coupling socket housing 3.2 in the areas of the fluid channels 6.
  • the coupling plug housing 2.2 and the coupling socket housing 3.2 are each connected to the ground potential, ie, for example, the potential of the vehicle or the attachment, so that in the coupled state by this
  • the insulating oil also serves the thermal cooling of the inner conductor 4, 5 of the plug-in coupling 1, wherein the insulating oil is pressed with pressures of up to 20 MPa, preferably pressures less than 6 MPa through the plug-in coupling 1 in the coupled state.
  • Plug-in coupling 1 designed for a flow rate of the insulating oil of a maximum of 3 m per second at a flow rate of 120 cubic decimeters per minute.
  • the insulating oil also has the task of suppressing arcing, which can occur during the coupling or decoupling process.
  • a tractor with an attachment wherein the electrical and fluidic coupling between the commercial vehicle and the attachment by means of two
  • inventive plug-in couplings 1 takes place.
  • inventive plug-in couplings 1 takes place.
  • the commercial vehicle has an internal combustion engine whose mechanical power is used to drive a generator.
  • the output from the generator AC voltage or the AC is via a rectifier in DC voltage or
  • Direct current implemented, which is intended to build a DC network.
  • This direct voltage network serves both to drive the commercial vehicle itself and to drive ancillaries and attachments.
  • All voltage and current carrying elements are surrounded by an electrically conductive, preferably metallic protective sheath 37, which is electrically insulated from the voltage and current carrying elements.
  • the protective sheath 37 is in the region of the hose lines 38 by a metallic fabric in the hose wall and in the region of the plug-in coupling 1 by the Kupplungsstecker Whatzw. Clutch box housing 2.2, 3.2 formed.
  • the isolation between the voltage or current-carrying elements and the protective cover 37 can be checked, so that in case of decreasing or lack of isolation appropriate security measures such as the issue of an error message or an emergency shutdown can be initiated.
  • a bus system preferably a CAN controller bus ("Controller Area Network Bus"), is provided for monitoring and controlling all the electronic system components arranged in the area of the commercial vehicle and the attachment, in the area of the plug-in coupling 1 this bus system serves both to determine the current coupling state, the fuse of the plug-in coupling 1 against improper separation in current flow through the plug-in coupling 1 and the control of the electronic switching means, in particular the relay 35, for the preparation or separation of the electrically conductive connection.
  • CAN controller bus Controller Area Network Bus
  • 3 'an electronics box 39 which has a connection 40 for the bus system.
  • This electronics box 39 in which the projecting from the coupling sockets 3, 3 'bolt 23rd are guided, in addition to the relay 35 for electrical connection of these bolts 23, inter alia, a solenoid 36 with a locking pin 36.1, which cooperates through the lateral wall of the electronics box 39 through with a bore 41 and socket in the sickle lever 33 in the coupled state.
  • the solenoid 36 is in this case controlled via the bus system such that in the coupled state when transmitting electrical power via the plug-in coupling 1 of the sickle lever 33 is secured by the locking pin 36.1 against pivoting and thus the plug-in coupling 1 against improper loosening.
  • the pivoting of the sickle lever 33 is in this case prevented by the locking bolt 36.1 of
  • Solenoids 36 engages in the bore 41 of the sickle lever 33 (Fig. 12).
  • the solenoid 36 is controlled via the bus system such that the locking pin 36.1 at least partially into the bus system
  • At least one first proximity sensor is provided for determining the coupling state of the plug-in coupling 1. This first proximity sensor detects the distance of the coupling plug 2, 2 'from the
  • a second proximity sensor is provided which detects the position of the locking pin 36.1 of the solenoid 36. It is understood that further proximity sensor can be used to query states, for example, an angle sensor for detecting the pivot state of the sickle lever 33.
  • Fig. 13a is an example by means of a flow chart, the individual
  • Plug-in coupling 1 is first turned off by means of the plug-in coupling 1 connected to the utility vehicle attachment, so that the electric current flow over the
  • Plug-in coupling 1 can be stopped. Subsequently, the relay 35 are controlled via the bus system such that in each case the two pins 23 of a coupling socket 3, 3 'are electrically isolated from each other.
  • one relay 35 per coupling socket 3, 3 ' is provided in each case.
  • the solenoid 36 is controlled by the bus system such that the
  • Locking bolt 36.1 is withdrawn from the bore 41. These operations may be performed by one user in turn, or preferably one
  • Sequence control can be carried out fully automatically, so that only a single command, for example, "disconnect attachment", the previously described processes are initiated., Then the plug-in coupling 1 by pressing the sickle lever 33 separated and the coupling plug 2, 2 'from the coupling sockets 3, 3rd 'be pulled out.
  • FIG. 13b shows by way of example in a flow chart the procedures for connecting the plug-in coupling 1.
  • the proximity sensor When released via the proximity sensor, ie the coupling plug 2, 2 'are inserted into the coupling sockets 3, 3', the solenoid 36 is driven such that the locking pin 36.1 dips into the bore 41. After locking, the proximity sensor issues a release, which triggers the control of the relay 35 and thereby an electrically conductive connection between the second and third inner conductor elements 5.2, 5.3 is made via the interconnected by means of the relay pin 23.
  • the processes mentioned can in turn be carried out separately from each other or triggered by a single command. After the completion of these steps, it is possible to turn on the attachment and to transfer power to it.

Landscapes

  • Quick-Acting Or Multi-Walled Pipe Joints (AREA)
  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft Steckkupplungssystem zur Übertragung elektrischer Energie hoher Leistung sowie zur Übertragung eines unter Druck stehenden Fluids bestehend aus zumindest einem Kupplungsstecker (2, 2') und zumindest einer Kupplungsdose (3, 3') mit jeweils zumindest einem elektrischen Leiter (4, 5), wobei der Kupplungsstecker (2, 2') in die Kupplungsdose (3, 3') zur Bildung eines gekoppelten Zustands einführbar ist und aus der Kupplungsdose (3, 3') zur Bildung eines entkoppelten Zustands entfernbar ist. Vorteilhaft weist das Steckkupplungssystem zumindest ein elektromechanisches Schutzsystem bestehend aus zumindest einem elektronischen Schaltmittel (35) und zumindest einem innerhalb der Kupplungsdose (3) und/oder des Kupplungssteckers (2) angeordnetem mechanischen Schaltmittel (4, 11) zur Herstellung oder Trennung der elektrisch leitenden Verbindung auf, wobei die elektronischen Schaltmittel (35) und die mechanischen Schaltmittel (4, 11) unabhängig voneinander ansteuerbar sind.

Description

Steckku ppl u ngssystem
Die Erfindung betrifft ein Steckkupplungssystem gemäß dem Oberbegriff des
Patentanspruches 1.
Im Bereich der Kraftfahrzeuge, Nutzfahrzeuge, Bau- und Landmaschinen erfolgt bislang die Energieübertragung höherer Leistungen über hydraulische und/oder mechanische Konzepte.
Zunehmend gibt es Bestrebungen, beim Fahrantrieb sowie beim Antrieb von
Nebenaggregaten Elektromotoren einzusetzen, deren elektrische Energie von einem Generator bereitgestellt wird, der durch einen Verbrennungsmotor angetrieben wird. Hierzu ist es notwendig am Fahrzeug ein elektrisches Netz vorzusehen, an das beliebige elektrische Erzeuger und Verbraucher wie beispielsweise Generator,
Fahrantrieb, Nebenabtriebe oder elektrisch angetriebene Arbeitsgeräte angekoppelt werden können.
Um hohe elektrische Leistungen in einem derartigen elektrischen Netz übertragen zu können, ist es vorteilhaft die elektrischen Leiter mittels einer Kühlflüssigkeit zu kühlen, um damit den notwendigen Leiterquerschnitt bei einer festen zu übertragenden Leistung minimieren zu können.
Als Schnittstelle zwischen den einzelnen elektrischen Erzeugern und Verbrauchern sind ferner Steckkupplungen erforderlich, die neben einer elektrischen Verbindung auch eine Fluidverbindung zur Übertragung der jeweiligen Kühlkanäle herstellen.
Über derartige Steckkupplungen werden hohe elektrische Leistungen im Bereich von 50KW bis 300KW bei einer elektrischen Stromstärke von 50A bis 400A übertragen. Beim Unterbrechen eines Gleichstromkreises derartig hoher Leistung können
Lichtbögen entstehen, die zu einer Gefährdung des Bedienpersonals führen können. Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein
Steckkupplungssystem anzugeben, das ein zuverlässiges Trennen und Verbinden hoher elektrischer Leistungen eines Gleichstromkreises ermöglicht. Die Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Patentanspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.
Unter hohen elektrischen Leistungen werden im Rahmen dieser Erfindung Leistungen im Bereich von 50KW bis 300KW bei einer elektrischen Stromstärke von 50A bis 400A verstanden.
Der wesentliche Aspekt des erfindungsgemäßen Steckkupplungssystems ist darin zu sehen, dass das Steckkupplungssystem zumindest ein elektromechanisches
Schutzsystem bestehend aus zumindest einem elektronischen Schaltmittel und zumindest einem innerhalb der Kupplungsdose und/oder des Kupplungssteckers angeordnetem mechanischen Schaltmittel zur Herstellung oder Trennung der elektrisch leitenden Verbindung aufweist, wobei die elektronischen Schaltmittel und die mechanischen Schaltmittel unabhängig voneinander ansteuerbar sind. Durch das zweistufige elektromechanische Schutzsystem werden besonders vorteilhaft beim Trennen und Verbinden hoher elektrischer Leistungen eines Gleichstromkreises entstehende Überspannungen, insbesondere Lichtbögen vermieden.
Weiterhin vorteilhaft ist das zumindest eine elektronische Schaltmittel durch ein Relais oder durch einen zumindest ein elektronisches Hochleistungsbauelement,
vorzugsweise einen Hochleistungstransistor aufweisenden elektronischen Schaltkreis gebildet. Das mechanische Schaltmittel zur Herstellung oder Trennung der elektrisch leitenden Verbindung durch das Einführen des Kupplungssteckers in die Kupplungsdose oder durch das Herausnehmen des Kupplungssteckers aus der Kupplungsdose ist schaltbar ausgebildet. Der Kupplungsstecker und die Kupplungsdose weisen ferner einen von einem
Fluidkanal umgebenen Innenleiter aufweisen, wobei die Innenleiter des
Kupplungssteckers und der Kupplungsdose zumindest teilweise von einer elektrisch leitfähigen Kontakthülse umgeben sind, die verschiebbar gegenüber dem Innenleiter oder vice versa ausgebildet ist. Die Kontakthülse des Kupplungssteckers ist zur elektrisch leitfähigen Verbindung der Innenleiter des Kupplungssteckers und der Kupplungsdose im gekoppelten Zustand vorgesehen. Hierzu ist der Innenleiter der Kupplungsdose mehrteilig ausgebildet, wobei dieser vorzugsweise zumindest zwei Innenleiterelemente aufweist, die elektrisch isoliert miteinander verbunden sind.
Die zumindest zwei Innenleiterelemente sind besonders vorteilhaft über einen Stift aus elektrisch isolierendem Material, vorzugsweise einen Keramikstift miteinander verbunden, wobei eine elektrisch leitende Verbindung der zumindest zwei
Innenleiterelemente in der Kupplungsdose im gekoppelten Zustand durch eine verschiebbare Kontakthülse erfolgt, und zwar beispielsweise mittels zumindest einem ringförmigen Federkontakt, der zwischen der Kontakthülse und dem Innenleiter vorgesehen ist.
Zudem ergeben sich Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten
Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der
Beschreibung gemacht. Es zeigen:
Fig. 1 beispielhaft eine erfindungsgemäße Steckkupplung im entkoppelten
Zustand in einer seitlichen Schnittdarstellung;
Fig. 2 beispielhaft eine erfindungsgemäße Steckkupplung im gekoppelten Zustand in einer seitlichen Schnittdarstellung; Fig. 3 beispielhaft eine erfindungsgemäße Kupplungsdose im entkoppelten Zustand in einer seitlichen Schnittdarstellung;
Fig. 4 beispielhaft ein erfindungsgemäßer Kupplungsstecker im entkoppelten
Zustand in einer seitlichen Schnittdarstellung;
Fig. 5 beispielhaft und schematisch der elektrische Stromfluss durch eine
erfindungsgemäße Steckkupplung;
Fig. 6 beispielhaft und schematisch der Fluidfluss durch eine erfindungsgemäße
Steckkupplung;
Fig. 7 beispielhaft die elektrische Kontaktierung der Innenleiter über die
Kontakthülse mittels der Federkontakte;
Fig. 8 beispielhaft die Anordnung zweier Kupplungsstecker an einer
Kupplungssteckerplatte in einer perspektivischen Ansicht;
Fig. 9 beispielhaft die Anordnung zweier Kupplungsdosen an einer
Kupplungsdosenplatte in einer perspektivischen Ansicht;
Fig. 10 beispielhaft eine schematische Ansicht eines Nutzfahrzeugs mit einem über ein erfindungsgemäßes Steckkupplungssystem angekoppelten Anbaugerät;
Fig. Ί 1 beispielhaft ein erfindungsgemäßes Steckkupplungssystem im entkoppelten
Zustand in einer Seitenansicht;
Fig. 12 beispielhaft ein erfindungsgemäßes Steckkupplungssystem im gekoppelten
Zustand in einer Seitenansicht; /
Fig. 13 a, b beispielhaft je ein Ablaufdiagramm zum Lösen und Verbinden eines
erfindungsgemäßen Steckkupplungssystems.
In Figur 1 ist eine erfindungsgemäße Steckkupplung 1 in entkoppelten Zustand und in Figur 2 in gekoppelten Zustand jeweils in seitlichen Schnittdarstellungen gezeigt. Die Steckkupplung 1 , die zur Übertragung von elektrischer Energie hoher Leistung sowie der gleichzeitigen Übertragung eines unter Druck stehenden Fluids, insbesondere eines Kühlfluids ausgebildet ist, besteht aus zumindest einem Kupplungsstecker 2 und zumindest einer Kupplungsdose 3 mit jeweils einem elektrisch leitfähigen Innenleiter 4, 5. Der Kupplungsstecker 2 ist zumindest teilweise in die Kupplungsdose 3 zur
Herstellung eines gekoppelten Zustands einführbar und aus der Kupplungsdose 3 zur Herstellung eines entkoppelten Zustands wieder herausnehmbar.
Die im Ausführungsbeispiel gezeigte Steckkupplung 1 , die vorzugsweise zum Betrieb in einem Mittelspannungs-Gleichstromnetz beispielsweise mit einer Leistung von bis zu 300KV und einer Stromstärke von 400A vorgesehen ist, weist zumindest ein
elektromechanisches Schutzsystem bestehend aus zumindest einem elektronischen Schaltmittel 35 und zumindest einem mechanischen, innerhalb der Kupplungsdose 3 und/oder des Kupplungssteckers 2 angeordnetem Schaltmittel 4, 1 1 zur Herstellung oder Trennung der elektrisch leitenden Verbindung auf. Die elektronischen Schaltmittel 35 und die mechanischen Schaltmittel 4, 1 1 sind vorzugsweise unabhängig
voneinander ansteuerbar bzw. betätigbar. Dadurch wird ein Schutzkonzept erreicht, das höchste Anforderungen hinsichtlich der Bedienersicherheit bietet.
Die elektrisch leitfähigen Innenleiter 4, 5 der Kupplungsdose 3 und des
Kupplungssteckers 2 sind umfangsseitig von einem Fluidkanal 6 umgeben, der zum Durchfluss eines unter Druck stehenden Fluids durch die Steckkupplung 1 ausgebildet ist. Des Weiteren sind sowohl im Kupplungsstecker 2 als auch in der Kupplungsdose 3 jeweils ein Ventilkörper 7, 8 angeordnet, die zum Verschließen des Fluidkanals 6 im entkoppelten Zustand der Steckkupplung 1 ausgebildet sind.
Die Ventilkörper 7, 8 sind hierbei verschiebbar innerhalb der Kupplungsdose 3 bzw. des Kupplungssteckers 2 angeordnet und werden im entkoppelten Zustand mittels Federn 14, 1 5, insbesondere Spiralfedern, derart positioniert, dass der Kupplungsstecker 2 durch den Ventilkörper 7 und die Kupplungsdose 3 durch den Ventilkörper 8 am Kupplungssteckerende 2.1 bzw. am Kupplungsdosenende 3.1 flüssigkeitsdicht verschlossen werden.
Beim Einführen des Kupplungssteckers 2 in die Kupplungsdose 3 wird der Ventilkörper 7 innerhalb des Kupplungssteckers 2 und der Ventilkörper 8 innerhalb der
Kupplungsdose 3 derart verschoben, dass die Steckkupplung 1 im gekoppelten Zustand einen durchgehenden Fluidkanal 6 aufweist. Durch die Verschiebung der Ventilkörper 7, 8 wird neben der Herstellung eines durchgängigen Fluidkanals 6 durch die
Steckkopplung 1 auch eine elektrische Verbindung zwischen den Innenleitern 4, 5 des Kupplungssteckers 2 und der Kupplungsdose 3 hergestellt und zwar bedingt durch das Einführen bzw. das Herauslösen des Kupplungssteckers 2 in die bzw. aus der
Kupplungsdose 3. Der Innenleiter 5 der Kupplungsdose 3 ist hierbei mehrteilig ausgebildet und weist vorzugsweise ein erstes bis drittes Innenleiterelement 5.1 bis 5.3 auf.
Im Folgenden wird zunächst beispielhaft der Aufbau der Kupplungsdose 3 und des Kupplungssteckers 2 anhand der Figuren 3 und 4 beschrieben.
Die Kupplungsdose 3 besteht aus einem im Wesentlichen rundrohrförmigen, elektrisch leitfähigen, vorzugsweise metallischen Kupplungsdosengehäuse 3.2, das am ersten Kupplungsdosenende 3.1 eine kreisrunde Öffnung mit dem Durchmessers d aufweist, welche durch den im Frontquerschnitt kreisringförmig ausgebildeten, eine kreisrunde Öffnung des Durchmessers b aufweisenden Ventilkörper 8 und das in diesem
Ventilkörper 8 aufgenommene, erste Innenleiterelement 5.1 mit dessen verdicktem Ende 5.1 .1 flüssigkeitsdicht verschlossen wird.
Sowohl das erste Innenleiterelement 5.1 als auch die daran anschließenden zweiten und dritten Innenleiterelemente 5.2, 5.3 und der Ventilkörper 8 liegen hierbei konzentrisch zur Längsachse LA1 der Kupplungsdose 3. Der auf dem Innenleiter 5 zumindest teilweise geführte, diesen umfangsseitig umschließende Ventilkörper 8 ist zwischen dem Innenleiter 5 und dem Kupplungsdosengehäuse 3.2 verschiebbar angeordnet, und zwar entlang der Längsachse LA1 . Zum flüssigkeitsdichten
Verschließen weist das Kupplungsdosengehäuse 3.2 an seiner Innenseite 3.2.1 im Bereich des ersten Kupplungsdosenendes 3.1 eine Nut 3.2.2 zur Aufnahme einer Dichtung 16 auf, wobei sowohl die Nut 3.2.2 als auch die Dichtung 16 vorzugsweise ringförmig um den Ventilkörper 8 umlaufend ausgebildet sind.
Der Ventilkörper 8 weist an seiner der Innenseite 3.2.1 des Kupplungsdosengehäuses 3.2 zugewandten Seite beispielsweise eine erste und zweite Stufung 8.1 , 8.2 auf, so dass drei Teilbereiche an der äußeren Umfangsseite des Ventilkörpers 8 entstehen, die vorzugsweise konzentrisch zur Längsachse LA1 der Kupplungsdose 3 und mit unterschiedlichem radialem Abstand zu dieser Längsachse LA1 verlaufen. Die erste Stufung 8.1 ist hierbei an die Stufung 3.2.3 der Innenseite 3.2.1 des
Kupplungsdosengehäuses 3.2 angepasst. Der Außendurchmesser d des Ventilkörpers 8 im Teilbereich 8.3 des Ventilkörpers 8 ist an den Durchmesser d der an Öffnung des Kupplungsdosengehäuses 3.2 am ersten Kupplungsdosenende 3.1 angepasst. Dadurch dichtet die Dichtung 16 gegenüber dem Teilbereich 8.3 des Ventilkörpers 8
umfangseitig ab und verschließt an dieser Grenzfläche die Kupplungsdose 3 flüssigkeitsdicht.
Die dem Innenleiter 5 zugewandte Innenumfangsseite des Ventilkörpers 8 ist ebenfalls gestuft ausgebildet mit einem dem ersten Kupplungsdosenende 3.1 naheliegenden ersten Innenseitenbereich 8.5 und einen durch eine Stufung 8.7 bzw. Abschrägung getrennten zweiten Innenseitenbereich 8.6. Der erste Innenseitenbereich 8.5 und der zweite Innenseitenbereich 8.6 verlaufen hierbei konzentrisch zur Längsachse LA1 , wobei der erste Innenseitenbereich 8.5 einen geringeren Abstand zur Längsachse LA1 als der zweite Innenseitenbereich 8.6 aufweist. Der erste Innenseitenbereich 8.5 hat hierbei einen Abstand von näherungsweise b/2 zur Längsachse LA1 , so dass der Kopfbereich 5.1 .1 des ersten Innenleiterelements 5.1 , der einen Durchmesser b hat, passgenau im Inneren des Ventilkörpers 8 im entkoppelten Zustand aufgenommen ist. Das erste Innenleiterelement 5.1 der Kupplungsdose 3 verjüngt sich im dem ersten Kupplungsdosenende 3.1 abgewandten Ende des Kopfbereichs 5.1.1 und geht in einen Innenleiterbereich 5.1 .2 zylindrischer Form und einem Außendurchmesser c über. Der Innenleiterbereich 5.1 .2 ist hierbei über eine Teillänge von einer elektrisch leitenden, rundrohrförmig ausgebildeten Kontakthülse 1 1 umgeben, die über einen elektrisch nicht leitenden Isolierkörper 1 7, beispielsweise aus Kunststoff, mit dem Ventilkörper 8 im zweiten Innenseitenbereich 8.6 fest verbunden ist. Der Isolierkörper 1 7 weist hierbei vorzugsweise mehrere parallel zur Längsachse LA1 verlaufende Strömungskanäle auf, durch die im gekoppelten Zustand der Steckkupplung 1 ein Fluidfluss ermöglicht wird.
Zur elektrischen Isolierung der ersten bis dritten Innenleiterelemente 5.1 , 5.2, 5.3 voneinander sind diese durch Isolierkörper 18, 19 sowie das erste Innenleiterelement 5.1 vom zweiten Innenleiterelement 5.2 durch einen Keramikstift 10, der vorzugsweise aus Zirkonoxid hergestellt ist, voneinander getrennt. Zu beiden Seiten des Isolierkörpers 18 sind jeweils zumindest eine, vorzugsweise zu jeder Seite mehrere Federkontakte 1 3 angeordnet, und zwar in Nuten, so dass die um die ersten bzw. zweiten
Innenleiterelemente 5.1, 5.2 umfangseitig umlaufenden Federkontakte 13 teilweise in die ersten bzw. zweiten Innenleiterelemente 5.1 , 5.2 eingelassen sind. Die auf dem ersten Innenleiterelement 5.1 verschiebbar geführte Kontakthülse 1 1 bildet zusammen mit den ersten und zweiten Innenleiterelementen 5.1 , 5.2 und den vorzugsweise paarweise an den aneinander angrenzenden Enden des ersten und zweiten
Innenleiterelements 5.1 , 5.2 angeordneten Federkontakten 13 das mechanische
Schaltmittel zur Herstellung oder Trennung der elektrisch leitenden Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Innenleiterelement 5.1 , 5.2 der Kupplungsdose 3 aus. Mittels des beschriebenen mechanischen Aufbaus ist im entkoppelten Zustand der Steckkupplung 1 eine elektrisch isolierte Trennung des ersten und zweiten
lnnenleiterelemenr.es 5.1 , 5.2 auch bei Übertragung von elektrischer Energie hoher Leistung gewährleistet und im gekoppelten Zustand durch Verschiebung der
Kontakthülse 1 1 über den Isolierkörper 18 und die daran angrenzenden Federkontakte 1 3 ein elektrischer Kurzschluss des Isolierkörpers 18 bzw. des Keramikstifts 10 erreicht, so dass die ersten und zweiten Innenleiterelemente 5.1 , 5.2 elektrisch leitend miteinander verbunden sind.
Zur lagerichtigen Fixierung des zweiten Innenleiterelements 5.2 und des damit verbundenen ersten Innenleiterelements 5.1 ist innerhalb des Kupplungsdosengehäuses 3.2 eine Isolierscheibe 21 vorgesehen, die vorzugsweise aus elektrisch isolierendem, glasfaserverstärktem Kunststoff hergestellt ist. Die Isolierscheibe 21 weist hierbei vorzugsweise mehrere entlang der Längsachse LA1 weisende Strömungskanäle zur Herstellung eines durch die Kupplungsdose 3 durchgängigen Fluidkanals 6 im gekoppelten Zustand der Steckkupplung 1 auf. Die Isolierscheibe 21 sorgt hierbei sowohl für eine konzentrische Ausrichtung der Innenleiterelemente 5.1 , 5.2 innerhalb des Kupplungsdosengehäuses 3.2 als auch für eine Verschiebesicherung derselben.
Aufgrund der hohen elektrischen Isolationsfähigkeit der Isolierscheibe 21 ist der Innenleiter 5, insbesondere das zweite Innenleiterelement 5.2 galvanisch gegenüber dem elektrisch leitfähigen, vorzugsweise aus Stahl gebildeten Kupplungsdosengehäuse 3.2 getrennt. Zwischen der Isolierscheibe 21 und dem Ventilkörper 8 ist eine vorgespannte, vorzugsweise konzentrisch um die und beabstandet zur Längsachse LA1 gewendelte Feder 1 5, insbesondere eine Druckfeder, angeordnet. Diese stützt sich in ihrem Fußbereich an der Seitenfläche der Isolierscheibe 21 und im Kopfbereich an der zweiten Stufung 8.2 des Ventilkörpers 8 ab, so dass dieser Ventilkörper 8 im
entkoppelten Zustand, d.h. bei aus der Kupplungsdose 3 herausgezogenen
Kupplungsstecker 2 in Richtung dem ersten Kupplungsdosenende 3.1 gedrückt wird, und dabei bedingt durch die erste Stufung 8.1 des Ventilkörpers 8, die mit der Stufung 3.2.3 der Innenseite 3.2.1 des Kupplungsdosengehäuses 3.2 zusammenwirkt, am ersten Kupplungsdosenende 3.1 bündig abschließt. Beim Einführen des Kupplungssteckers 2 in die Kupplungsdose 3 wird der Ventilkörper 8 entgegen der Federkraft der Feder 1 5 entlang der Längsachse LA1 der Kupplungsdose 3 in deren Inneres verschoben, wobei der Ventilkörper 8 aufgrund der Kontakthülse 1 1 auf dem Innenleiterbereich 5.1 .2 des ersten Innenleiterelements 5.1 geführt wird. Bei der im Ausführungsbeispiel gezeigten Kupplungsdose 3 ist in einem Mittelbereich, der von den Isolierscheiben 21 , 22 seitlich begrenzt wird, in etwa mittig zwischen diesen Isolierscheiben 21 , 22 und konzentrisch zur Längsachse LA1 ein Isolierkörper 19 angeordnet, der das zweite und dritte Innenleiterelement 5.2, 5.3 zueinander beabstandet und elektrisch voneinander isoliert. In das zweite und dritte
Innenleiterelement 5.2, 5.3 sind vorzugsweise im rechten Winkel zur Längsachse LA1 Bohrungen eingebracht, in welche Bolzen 23 mit ihren freien Enden eingreifen. Diese Bolzen 23 sind vorzugsweise als elektrisch leitfähige Relaisbrücken ausgebildet und näherungsweise rechtwinklig aus dem Kupplungsdosengehäuse 3.2 geführt, wobei die Durchdringungsstellen der Bolzen 23 durch das Kupplungsdosengehäuse 3.2 elektrisch isoliert gegenüber dem Kupplungsdosengehäuse 3.2 und flüssigkeitsdicht ausgeführt sind.
Mittels dieser elektrisch leitfähige Relaisbrücken bildenden Bolzen 23 wird dabei der Innenleiter 5 aus dem Kupplungsdosengehäuse 3.2 geführt, so dass ein Stromfluss durch die Kupplungsdose 3 nur dann gewährleistet ist, wenn die beispielsweise als
Relaisbrücken dienenden Bolzen 23 über ein außerhalb des Kupplungsdosengehäuse 3.2 angeordnetes elektronisches Schaltmittel, vorzugsweise ein Relais 35 überbrückt werden. Dieses Relais 35 bildet somit das elektronische ansteuerbare Schaltmittel zur Herstellung oder Trennung der elektrisch leitenden Verbindung durch die
Kupplungsdose 3 aus. Damit wird der elektrische Teil des elektromechanischen
Schutzsystems gebildet, der neben vorhandenen mechanischen Schutzreinrichtungen eine elektrische Strom- und Spannungslosschaltung des Innenleiters 5 der
Kupplungsdose 3 ermöglicht.
Vorzugsweise wird vor dem Trennen Steckkupplung 1 , d.h. vor dem Überführen vom gekoppelten Zustand in den entkoppelten Zustand zuerst das Relais 35 geschalten und damit die elektrisch leitende Verbindung zwischen dem zweiten und dritten
Innenleiterelement 5.2, 5.3 getrennt. Anschließend wird durch das Herausziehen des Kupplungssteckers 2 aus der Kupplungsdose 3 die mechanischen Schaltmittel betätigt, d.h. die Kontakthülse 1 1 auf das erste Innenleiterelement 5.1 verschoben und damit das erste Innenleiterelement 5.1 vom zweiten Innenleiterelement 5.2 getrennt. Dadurch ist auch für den Fall, dass z.B. das Relais 35 ausfällt oder eine Nottrennung des
Kupplungssteckers 2 von der Kupplungsdose 3 erforderlich ist, durch die Verschiebung der Kontakthülse 1 1 sichergestellt, dass der Innenleiter 5 im Bereich des ersten
Kupplungsdosenendes 3.1 im entkoppelten Zustand ström- und/oder spannungsfrei geschaltet ist.
Abweichend von der Verwendung eines Relais 35 kann das zumindest eine
elektronische steuerbare Schaltmittel durch einen zumindest ein
Hochleistungsbauelement, vorzugsweise einen Hochleistungstransistor, und zwar einen IGBT („insulated-gate bipolar transistor") aufweisenden elektrischen und/oder elektronischen Schaltkreis gebildet sein.
In Fig. 4 ist ein erfindungsgemäßer Kupplungsstecker 2 der Steckkupplung 1 in einer seitlichen Schnittdarstellung entlang seiner Längsachse LA2 gezeigt. Der
Kupplungsstecker 2 weist ein elektrisch leitfähiges, vorzugsweise metallisches
Kupplungssteckergehäuse 2.2 auf, das als Hohlkörper mit seinen inneren und äußeren Umfangsseiten im Wesentlichen rotationssymmetrisch zur Längsachse LA2 ausgebildet ist. Das erste Kupplungssteckerende 2.1 des Kupplungssteckergehäuses 2.2 ist zum Einführen in die Kupplungsdose 3 zur Herstellung des gekoppelten Zustands der Steckkupplung 1 ausgebildet. Hierzu weist das erste Kupplungssteckerende 2.1 des Kupplungssteckergehäuses 2.2 stirnseitig eine ringförmig ausgebildete Stirnfläche 2.4 mit einer Ringstärke a auf. Die Kreisringgeometrie der Stirnfläche 2.4 ist hierbei näherungsweise dimensionsgleich mit der Stirnfläche 8.8 des Ventilkörpers 8, wobei beim Einführen des Kupplungssteckers 2 in die Kupplungsdose 3 die Stirnflächen 2.4, 8.8 des Kupplungssteckergehäuses 2.2 bzw. des Ventilkörpers 8 gegeneinander anliegen.
Das erste Kupplungssteckerende 2.1 weist eine im Wesentlichen zylindrische
Außenform mit einem Durchmesser d auf, der dimensionsgleich mit der Öffnung des Kupplungsdosengehäuses 3.2 am ersten Kupplungsdosenende 3.1 ist. Das Kupplungssteckergehäuse 2.2 weist nach einer Einstecktiefe t (vom ersten Kupplungssteckerende 2.1 gemessen) eine Stufung 2.5 auf, die als Einführbegrenzung des Kupplungssteckers 2 in die Kupplungsdose 3 dient.
Im Inneren des Kupplungssteckers 2 ist verschiebbar der Innenleiter 4 aufgenommen, wobei die Verschiebung des konzentrisch zur Längsachse LA2 liegenden Innenleiters 4 entlang dieser Längsachse LA2 erfolgt. Das im Bereich des ersten Kupplungssteckerende 2.1 liegende, verdickt ausgebildete, im Wesentlichen zylindrische Ende des Innenleiters 4 bildet einen Ventilkörper 7, der als Verschluss der kreisringförmig ausgebildeten Stirnfläche 2.4 des Kupplungssteckers 2 vorgesehen ist. Der Ventilkörper 7 ist hierbei derart dimensioniert, dass die Öffnung der kreisringförmig ausgebildeten Stirnfläche 2.4 des Kupplungssteckers 2 mit dem Durchmesser b passgenau vom Ventilkörper 7 verschlossen wird. Der Ventilkörper 7 weist zudem umfangsseitig zwei umlaufende Nuten 7.1 auf, die zur Aufnahme einer Dichtung 16 und eines Federkontakts 13 vorgesehen sind. Mittels der Dichtung 16 wird die stirnseitige Öffnung des
Kupplungssteckergehäuses 2.2 flüssigkeitsdicht mittels des Ventilkörpers 7 verschlossen.
Die Führung des entlang der Längsachse LA2 verschiebbaren Innenleiters 4 und damit auch des Ventilkörpers 7 innerhalb des Kupplungssteckergehäuses 2.2 erfolgt u.a.
mittels einer Isolierscheibe 26 vorzugsweise aus glasfaserverstärktem Kunststoff, die bevorzugt von mehreren parallel zur Längsachse LA2 verlaufenden Strömungskanälen durchdrungen ist. Die Isolierscheibe 26 weist hierbei eine Innenbohrung vorzugsweise mit zumindest einer Stufung auf und ist auf einen näherungsweise mittig am Innenleiter 4 angeordneten, gestuften Bereich desselben aufgeschoben. Die Stufungen der
Isolierscheibe 26 und des Innenleiters 4 sowie die Innenbohrung der Isolierscheibe und der Außendurchmesser des Innenleiters 4 sind geometrisch aufeinander angepasst. Die Isolierscheibe 26 wird im entkoppelten Zustand der Steckkupplung 1 federbelastet durch die Feder 14, gegen eine Stufung 2.6 bzw. Abschrägung im Inneren des
Kupplungssteckergehäuses 2.2 gedrückt. Mittels der zuvor beschriebenen Stufungen der Isolierscheibe 26 sowie des Innenleiters 4 wird die Federkraft der Feder 14 auf den Innenleiter 4 übertragen und dadurch das als Ventilkörper 7 ausgebildete freie Ende des Innenleiters 4 mit seiner Stirnseite 4.1 bündig mit der Stirnfläche 2.4 des Kupplungssteckergehäuses 2.2 gehalten, so dass im entkoppelten Zustand die an dieser Stirnseite 2.4 angeordnete Öffnung durch den Ventilkörper 7 flüssigkeitsdicht verschlossen ist.
Beim Einführen des Kupplungssteckers 2 in die Kupplungsdose 3 wird der Innenleiter 4 und damit auch der Ventilkörper 7 entlang der Längsachse LA2 des Kupplungssteckers 2 ins Innere des Kupplungssteckergehäuse 2.2 verschoben, wobei der Ventilkörper 7 in die Kontakthülse 12 zurückgeschoben wird. Diese Kontakthülse 12 ist über einen Isolierkörper 27 elektrisch isoliert mit dem Kupplungssteckergehäuse 2.2 verbunden. Sie weist zumindest einen, vorzugsweise mehrere Strömungskanäle auf, die einen Durchfluss eines Fluids entlang der Längsachse LA2 ermöglichen. Die Kontakthülse 12 dient hierbei der elektrisch leitenden Verbindung des Kopfbereichs 5.1.1 und des Ventilkörpers 7 und damit der Innenleiter 4, 5 über die Federkontakte 1 3 im
gekoppelten Zustand der Steckkupplung 1 .
Am zweiten Kupplungssteckerende 2.3 des Kupplungssteckergehäuses 2.2 ist eine Reduzierhülse 25 mit ihrem freien Ende 25.1 eingeschraubt. Diese Reduzierhülse 25 dient der Verbindung mit einer Schlaucharmatur eines flüssigkeitsgekühlten elektrischen Leiters, wobei diese Schlaucharmatur auf das freie Ende 25.2 der Reduzierhülse 25 aufschraubbar ist. Die elektrische Verbindung zwischen dem freien Ende 4.2 des Innenleiters 4 mit dem elektrischen Leiter einer am freien Ende 25.2 der Reduzierhülse 25 aufgeschraubten Schlaucharmatur erfolgt über Federkontakte 13, die am freien Ende 4.2 des Innenleiters 4 in Nuten verschiebungssicher angeordnet sind.
Bei Einführen des Kupplungssteckers 2 in die Kupplungsdose 3 und dem damit verbundenen Verschieben des Innenleiters 4 wird das freie Ende 4.2 mit den
Federkontakten 13 beispielsweise in ein sacklochartig ausgebildetes Innenleiterende der Schlaucharmatur eingeschoben und damit der Innenleiter 4 des Kupplungssteckers 2 über die Federkontakte 13 mit dem elektrischen Leiter der Schlaucharmatur verbunden. Dies stellt ein mechanisch betätigtes Mittel zur Bildung bzw. Trennung der elektrisch leitenden Verbindung innerhalb des Kupplungssteckers 2 dar. Somit kann auch bei nachlaufenden Massen, beispielsweise bei Anbaugeräten, und der dadurch induzierten Spannung eine Übertragung dieser Spannung auf von einem Benutzer berührbare Flächen verhindert werden.
Im Folgenden wird insbesondere anhand einer Zusammenschau der Steckkupplung 1 , wie sie in den Figuren 1 und 2 gezeigt wird, die Funktionsweise der Steckkupplung 1 erläutert.
Ausgangspunkt ist hierbei zunächst der entkoppelte Zustand, wie er in Fig. 1 dargestellt ist. Der entkoppelte Zustand der Steckkupplung 1 zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass die am ersten Kupplungssteckerende 2.1 und am ersten Kupplungsdosenende 3.1 angeordneten Öffnungen durch die federbelastet verschobenen Ventilkörper 7, 8 flüssigkeitsdicht verschlossen sind. Hierbei ist das freie Ende 4.2 des Innenleiters 4 des Kupplungssteckers 2 durch die Verschiebung des Ventilkörpers 7 und demnach auch der Verschiebung des Innenleiters 4 aus dem Innenleiter einer auf die Reduzierhülse 25 aufgeschraubten Schlaucharmatur herausgezogen und damit elektrisch getrennt.
In der Kupplungsdose 3 sind im entkoppelten Zustand die ersten und zweiten
Innenleiterelemente 5.1 , 5.2 elektrisch voneinander isoliert, da die Kontakthülse 1 1 durch die Federbelastung des Ventilkörpers 8 in Richtung erstes Kupplungsdosenende 3.1 verschoben ist und damit keine elektrische Überbrückung des Isolierkörpers 18 und des Keramikstifts 10 mittels dieser Kontakthülse 1 1 erfolgt. Zur Vermeidung einer elektrischen Aufladung der berührbaren freien Enden der Innenleiter 4, 5 beispielsweise durch kapazitive oder induktive Effekte werden diese Enden im entkoppelten Zustand mittels Federkontakte 1 3 gegenüber dem Kupplungsstecker- bzw.
Kupplungsdosengehäuse 2.2, 3.2 kurzgeschlossen.
Zum Einführen des Kupplungssteckers 2 in die Kupplungsdose 3 wird selbiger mit seinem ersten Kupplungssteckerende 2.1 derart an die Kupplungsdose 3 herangeführt, dass die Stirnfläche 2.4 des Kupplungssteckergehäuses 2.2 zur Anlage gegen die Stirnfläche 8.8 des Ventilkörpers 8 und die Stirnseite 4.1 des Innenleiters 4 gegenüber der Stirnseite des Kopfbereichs 5.1 .1 des ersten Innenleiterelements 5.1 zur Anlage gelangt. Die Längsachsen LA1 , LA2 des Kupplungssteckers 2 bzw. der Kupplungsdose 3 kommen hierbei deckungsgleich in einer Achse zu liegen. Durch einen in Richtung der Längsachsen LA1 , LA2 wirkenden Druck auf den Kupplungsstecker 2 werden die durch die Federn 14, 1 5 ausgeübten Federkräfte überwunden, so dass der Ventilkörper 8 und der Innenleiter 4, der freiendseitig den Ventilkörper 7 ausbildet, verschoben werden. Hierbei dringt der Kupplungsstecker 2 mit seinem ersten Kupplungssteckerende 2.1 mit der Einstecktiefe t in die Kupplungsdose 3 ein, bis die Stufung 2.5 des
Kupplungssteckers 2 an der Stirnseite des Kupplungsdosengehäuses 3.2 am ersten Kupplungsdosenende 3.1 anliegt.
Durch die Verschiebung der Ventilkörper 7, 8 wird während dem Einsteckvorgang zunächst ein durchgehender Fluidkanal 6 und damit eine Fluidverbindung in der Steckkupplung 1 hergestellt. Gegen Ende des Einsteckvorgangs erfolgt die elektrische Verbindung, und zwar über das erfindungsgemäße zweitstufige Schutzsystem. Aufgrund der Verschiebung des Ventilkörpers 8 innerhalb der Kupplungsdose 3 wird die
Kontakthülse 1 1 über den das erste und zweite Innenleiterelement 5.1 , 5.2 elektrisch isolierenden Isolierkörper 18 geschoben. Mittels der Federkontakte 1 3, die
vorzugsweise ringförmig ausgebildet sind und vorzugsweise aus einer Kupferzirkonium- Chromlegierung bestehen, wird vom ersten Innenleiterelement 5.1 über die
Federkontakte 13 und die Kontakthülse 1 1 eine elektrisch hochleitende Verbindung geschaffen, die eine elektrische Belastbarkeit bis zu 300 KW bei einer elektrischen Stromstärke von bis zu 400 A aufweist. Selbige Anforderungen gelten ebenfalls für alle übrigen Kontaktstellen der Steckkupplung 1 .
Beim Einsteckvorgang wird durch das Zurückschieben des Ventilkörpers 8 innerhalb der Kupplungsdose 3 das erste Innenleiterelement 5.1 zumindest teilweise,
insbesondere im Kopfbereich 5.1 .1 freigelegt. Durch das Einschieben des ersten
Kupplungssteckerendes 2.1 dringt dieser freigelegte Kopfbereich 5.1 .1 und zumindest teilweise der daran anschließende Innenleiterbereich 5.1 .2 in den vom Ventilkörper 7 bzw. dem Innenleiter 4 freigegebenen Innenraum des Kupplungssteckergehäuses 2.2 ein. Hierbei liegen die Stirnseite des Kopfbereichs 5.1 .1 und die Stirnseite 4.1 des Innenleiters 4 gegeneinander an.
Im gekoppelten Zustand der Steckkupplung 1 kommen der Ventilkörper 7 des
Kupplungssteckers 2 und der Kopfbereich 5.1.1 des ersten Innenleiterelements 5.1 der Kupplungsdose 3 im Bereich der Kontakthülse 12 zu liegen und werden von dieser formschlüssig umschlossen. Durch die an dem Ventilkörper 7 und dem Kopfbereich 5.1.1 angeordneten Federkontakte 1 3 wird über die Kontakthülse 12 der Innenleiter 4 elektrisch mit dem ersten Innenleiterelement 5.1 des Innenleiters 5 verbunden. Somit wird über die Kontakthülsen 1 1 , 12 im gekoppelten Zustand eine elektrische
Leitfähigkeit des Innenleiters 4 des Kupplungssteckers über das erste Innenleiterelement 5.1 zum zweiten Innenleiterelement 5.2 der Kupplungsdose hergestellt.
Für den Fall, dass die aus dem Kupplungsdosengehäuse 3.2 herausgeführten Bolzen 23 außerhalb der Steckkupplung 1 , beispielsweise über ein Relais 35, kurzgeschlossen werden, ist eine durchgängige elektrische Leitfähigkeit der Steckkupplung 1 , wie in Fig.
5 mittels Pfeilen bildlich dargestellt realisiert.
Neben der Herstellung der elektrischen Leitfähigkeit zwischen den Innenleitern 4, 5 des Kupplungssteckers 2 bzw. der Kupplungsdose 3 muss beim Einsteckvorgang des
Kupplungssteckers 2 in die Kupplungsdose 3 auch der flüssigkeitsdichte Verschluss derselben aufgehoben werden und ein möglichst verlustarmer durchgängiger Fluidkanal
6 durch die Steckkupplung 1 geschaffen werden. Wie bereits ausgeführt, erfolgt die fluidische Kopplung des Kupplungssteckers 2 mit der Kupplungsdose 3 unmittelbar vor der Herstellung einer elektrisch leitfähigen Verbindung. Im entkoppelten Zustand verschließen die Ventilkörper 7, 8 den Kupplungsstecker 2 bzw. die Kupplungsdose 3 flüssigkeitsdicht.
Beim Einführen des Kupplungssteckers 2 in die Kupplungsdose 3 und dem bereits zuvor beschriebenen Verschieben des Innenleiters 4 bzw. des Ventilkörpers 7 und des Ventilkörpers 8 gegen die auf die wirkende Federkraft der Federn 14, 1 5 werden die durch die Ventilkörper 7, 8 verschlossenen Öffnungen zumindest teilweise freigegeben, so dass ein Fluidfluss über die durch die Stirnseite 2.4 definierte Grenzfläche ermöglicht wird. Aufgrund der Tatsache, dass es sich bei dem Fluid vorzugsweise um ein Isolieröl handelt, das durch seine Isolationseigenschaften eventuell beim Koppel- bzw.
Entkoppelvorgang entstehende Lichtbögen unterdrückt, ist es vorteilhaft, dass der Fluidfluss beim Koppelvorgang zeitlich vor und beim Entkoppelvorgang zeitlich nach der elektrischen Verbindung bzw. Trennung der Innenleiter 4, 5 erfolgt.
In Fig. 6 ist beispielhaft mit Pfeilen der Weg des Fluids beim Durchfluss durch die Steckkupplung 1 gezeigt. Aufgrund der im Wesentlichen vorherrschenden
Rotationssymmetrie der Steckkupplung 1 um die Längsachse LA wird ein Fluidkanal 6 geschaffen, der die Innenleiter 4, 5 umfangsseitig vollständig umgibt. An Stellen, an denen eine Abstützung der Innenleiter 4, 5 gegenüber dem Kupplungssteckergehäuse 2.2 bzw. dem Kupplungsdosengehäuse 3.2 erfolgt, werden die abstützenden Elemente, d.h. die Isolierscheiben 21 , 22, 26 sowie die Isolierkörper 1 7, 27 von
Strömungskanälen durchzogen, die derart dimensioniert sind, dass ein möglichst verlustfreier Fluss des Fluids durch die Steckkupplung 1 ermöglicht wird. Es versteht sich, dass die Flussrichtung auch in der umgekehrten Richtung erfolgen kann.
Dem Ventilkörper 7 bzw. dem Kopfbereich 5.1 .1 des ersten Innenleiterelements 5.1 kommen hierbei in zweifacher Hinsicht Bedeutung zu. Zum einen dienen diese
Elemente mit ihren sich entlang ihres Umfangs erstreckenden Dichtungen 16 der flüchtigkeitsdichten Abdichtung des Kupplungssteckers 2 bzw. der Kupplungsdose 3 im entkoppelten Zustand. Zudem erfolgt die elektrische Verbindung zwischen dem
Innenleiter 4 und dem Innenleiter 5 im gekoppelten Zustand über die jeweils am
Ventilköper 7 bzw. am Kopfbereich 5.1 .1 des ersten lnnenleiterelement.es 5.1 angeordneten Federkontakte 13, die an den jeweiligen Elementen neben den zuvor beschriebenen Dichtungen 16 zu liegen kommen. Um sowohl eine optimale
Flüssigkeitsabdichtung im entkoppelten Zustand als auch eine elektrisch hoch leitende Verbindung über die Kontakthülse 12 im gekoppelten Zustand zu erreichen, ist es notwendig, dass sowohl die Federkontakte 13 als auch die Dichtung 16
näherungsweise gleiche geometrische Formen und Außenmaße aufweisen. Zudem muss der Federkontakt 1 3 derart elastisch verformbar sein, dass er zum einen ohne Verkanten in die Kontakthülse 12 einschiebbar ist und zum anderen alleine durch die Federkräfte der Federn 14, 15 bedingt eine Verschiebung der Ventilkörper 7, 8 ohne Verkanten zulässt.
In Fig. 7 ist exemplarisch die Kontaktierung zwischen dem Ventilkörper 7 und der Kontakthülse 12 in einer Schnittdarstellung senkrecht zur Längsachse LA2 gezeigt.
Durch die umlaufende spiralförmige Ausbildung des Federkontakts 13 um den
Ventilkörper 7 lässt sich dieser beispielsweise beim Einführen in die Kontakthülse 12 bzw. in die am ersten Kupplungssteckerende 2.1 befindliche Öffnung des
Kupplungssteckergehäuses 2.2 einführen, wobei deren Durchmesser b geringfügig kleiner dimensioniert sein kann, so dass der Federkontakt 13 dort derart verformt wird, dass die einzelnen Wendeln der Federkontakte 1 3 einen kleineren Winkel zur Tangente T an den Ventilkörper 7 einnehmen als im Falle vor der Verformung.
Die Steckkupplung 1 , die beispielsweise eine elektrische Belastbarkeit mit bis zu 300 KW bei einer elektrischen Stromstärke von bis zu 400 A aufweist und vorzugsweise zur Übertragung von Gleichstrom bzw. Gleichspannung ausgebildet ist, wird vorzugsweise, wie in den Figuren 8 und 9 gezeigt, paarweise angeordnet, wobei zwei
Kupplungsstecker 2, 2' mittels einer Kupplungssteckerplatte 28 nebeneinander liegend zueinander beabstandet angeordnet sind, so dass die Mittelpunkte der kreisförmigen Stirnseiten der Kupplungsstecker 2, 2' in der senkrecht zu den Längsachsen LA2, LA2' verlaufenden Querachse QA aufgenommen sind. Die Kupplungsstecker 2, 2'
durchdringen hierbei mit ihren ersten Kupplungssteckerenden 2.1 , 2.1 ' die
Kupplungssteckerplatte 28 in kreisrunden Öffnungen, wobei die Kupplungstecker 2, 2' mit ihren den ersten Kupplungssteckerenden 2.1 , 2.1 ' zugewandten Stirnflächen der Flansche 2.7 rückseitig zur Anlage gegenüber der Kupplungssteckerplatte 28 gebracht und mit dieser vorzugsweise verschraubt sind. Durch die paarweise Anordnung zweier Kupplungsstecker 2, 2' an der Kupplungssteckerplatte 28 ist gleichzeitig eine Verbindung zweier Kupplungsstecker 2, 2' mit zwei Kupplungsdosen 3, 3' möglich, so dass in einem einzigen Kupplungsvorgang ein geschlossener Stromkreis bzw.
Fluidkreislauf bestehend aus Hin- und Rückleiter realisiert werden kann.
Ebenso ist eine Anordnung zweier Kupplungsdosen 3, 3' an einer Kupplungsdosenplatte 29 vorgesehen, wobei die einzelnen Kupplungsdosen 3, 3' mittels der Flansche 3.2.4 an der Kupplungsdosenplatte 29 angeordnet werden. Hierbei durchdringen die
Kupplungsdosen 3, 3' mit ihrem ersten Kupplungsdosenende 3.1 , 3.1 ' die
Kupplungsdosenplatte 29 vorzugsweise passgenau an kreisrunden Öffnungen, wobei die Kupplungsdosenplatte 29 an der dem ersten Kupplungsdosenende 3.1 , 3.1 ' zugewandten Stirnseite des Flansches 3.2.4 zur Anlage gelangt und vorzugsweise bündig mit dem ersten Kupplungsdosenende 3.1 , 3.1 ' abschließt, d.h. mit diesem im Wesentlichen eine Ebene bildet.
Um einen Kupplungsvorgang ohne Verkanten zu ermöglichen, ist es notwendig, die Kupplungsstecker 2, 2' auf die Kupplungsdosen 3, 3' auszurichten, sodass die
Kupplungsstecker 2, 2' leicht in die Kupplungsdosen 3, 3' eintauchen können. Hierzu sind an der Kupplungssteckerplatte 28 ein Zentrierbolzen 30 und eine Pastille 31 vorgesehen, die senkrecht von der Kupplungssteckerplatte 28 bzw. parallel zu den Längsachsen LA2, LA2' abstehen. Der Zentrierbolzen 30 und die Pastille 31 sind hierbei mittig zwischen den beiden Kupplungssteckern 2, 2' und versetzt zur Querachse QA angeordnet. Der Zentrierbolzen 30 dient bei der Einführung der Kupplungsstecker 2, 2' in die Kupplungsdosen 3, 3' der Zentrierung dieser Elemente aufeinander, d.h. der Zentrierbolzen 30 schränkt die Bewegung der Kupplungsstecker 2, 2' in horizontaler und vertikaler Bewegungsrichtung ein. Um eine Rotation um den Zentrierbolzen 30 zu vermeiden, ist die Pastille 31 vorgesehen, die zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen umfangsseitig vorzugsweise prismenförmig bearbeitet ist. Der Zentrierbolzen 30 und die Pastille 31 wirken an der Kupplungsdosenplatte 29 mit Bundbuchsen 32 zusammen, und tauchen beim Kupplungsvorgang in diese Bundbuchsen 32 ein. Um eine lösbare, sichere, mechanische Verriegelung der Kupplungsstecker 2, 2' und der Kupplungsdosen 3, 3' zu erreichen, ist ein Sichelhebel 33 an der
Kupplungssteckerplatte 28 vorgesehen, der mit Bolzen 34, die mit der
Kupplungsdosenplatte 29 verbunden sind, zusammenwirkt. Der Sichelhebel 33 ist bügelartig ausgebildet, wobei ein Griff 33.1 zwei seitlich an der Kupplungssteckerplatte
28 angeordnete Sichelhebelhälften 33.2, 33.2', miteinander verbindet. Die
Sichelhebelhälften 33.2, 33.2', sind drehbar um eine senkrecht zur Längsachse LA2, LA2' der Kupplungsstecker 2, 2' und parallel zur Querachse QA verlaufende Drehachse DA gelagert und weisen je eine sichelartige Ausnehmung 33.3, 33.3' auf.
Diese Ausnehmungen 33.3, 33.3' sind zur Aufnahme von an der Kupplungdosenplatte
29 befestigten Bolzen 34 ausgebildet. Zur Verriegelung der Steckkupplungen 1 , 1 ' werden zunächst der Zentrierbolzen 30 und die Pastille 31 an die Bundbuchsen 32 herangeführt und in diese eingesteckt und anschließend die Bolzen 34 in Eingriff mit den Ausnehmungen 33.3, 33.3' des Sichelhebels 33 gebracht. Durch ein Verschwenken des Sichelhebels 33 derart, dass der Griff 33.1 in Richtung der zweiten
Kupplungssteckerenden 2.3, 2.3' geschwenkt wird, gleiten die Bolzen 34 in den Ausnehmungen 33.3, 33.3', und zwar derart, dass deren Radius bezogen auf die Drehachse DA zum geschlossenen Ausnehmungsende hin kleiner wird. Dadurch werden die Kupplungsstecker 2, 2' durch das Verschwenken des Sichelhebels 33 zunehmend an die Kupplungsdosen 3, 3' herangeführt. Der gekoppelte Zustand der Steckkupplungen 1 , 1 ' ist erreicht, wenn die Bolzen 34 an den Enden der
Ausnehmungen 33.3, 33.3' und die Kupplungssteckerplatte 28 und die
Kupplungsdosenplatte 29 gegeneinander zur Anlage gelangen. Das Lösen der
Steckkupplungen 1 , 1 ' erfolgt durch Betätigung des Sichelhebels 33 in umgekehrter Richtung.
Als Fluid in der erfindungsgemäßen Steckkupplung 1 wird einen Isolieröl bevorzugt verwendet, das sehr gute elektrische Isolationseigenschaften aufweist und damit eine elektrische Isolation der Innenleiter 4, 5 von dem Kupplungssteckergehäuse 2.2 und dem Kupplungsdosengehäuse 3.2 in den Bereichen der Fluidkanäle 6 gewährleistet. Das Kupplungssteckergehäuse 2.2 und das Kupplungsdosengehäuse 3.2 sind hierbei jeweils mit dem Massepotential, d.h. beispielsweise dem Potential des Fahrzeugs oder des Anbaugerätes verbunden, so dass im gekoppelten Zustand durch diese
Massepotentiale elektrisch verbunden sind und damit ein gemeinsames, gleiches Potential aufweisen. Neben der elektrischen Isolation dient das Isolieröl zudem der thermischen Kühlung der Innenleiter 4, 5 der Steckkupplung 1 , wobei das Isolieröl hierbei mit Drücken von bis zu 20 MPa, vorzugsweise Drücken kleiner als 6 MPa durch die Steckkupplung 1 im gekoppelten Zustand gedrückt wird. Hierbei ist die
Steckkupplung 1 für eine Strömungsgeschwindigkeit des Isolieröls von maximal 3 m pro Sekunde bei einem Volumenstrom von 120 Kubikdezimeter pro Minute ausgelegt.
Neben der Isolierung und der Kühlwirkung kommt dem Isolieröl zusätzlich die Aufgabe der Unterdrückung von Lichtbögen, die bei dem Kopplungs- bzw. Entkopplungsvorgang entstehen können, zu.
Im Folgenden wird anhand der Figur 10 das gesamte Schutzkonzept, in welches das erfindungsgemäße elektromechanische Schutzsystem des Steckkupplungssystems 1 eingebunden ist, näher erläutert.
Fig. 10 zeigt hierbei in einer schematischen Darstellung ein Nutzfahrzeug,
beispielsweise einen Traktor mit einem Anbaugerät, wobei die elektrische und fluidische Kopplung zwischen Nutzfahrzeug und Anbaugerät mittels zweier
erfindungsgemäßer Steckkupplungen 1 erfolgt. In vorliegender schematischer
Darstellung ist aus Übersichtlichkeitsgründen lediglich das elektrische Netz ohne Fluidkreislauf skizziert.
Das Nutzfahrzeug weist einen Verbrennungsmotor auf, dessen mechanische Leistung zum Antrieb eines Generators dient. Die vom Generator abgegebene Wechselspannung bzw. der Wechselstrom wird über einen Gleichrichter in Gleichspannung bzw.
Gleichstrom umgesetzt, welche zum Aufbau eines Gleichspannungsnetz vorgesehen ist. Dieses Gleichspannungsnetz dient sowohl zum Antrieb des Nutzfahrzeugs selbst als auch zum Antrieb von Nebenaggregaten und Anbaugeräten. Sämtliche spannungs- und stromführenden Elemente sind von einer elektrisch leitfähigen, vorzugsweise metallischen Schutzhülle 37 umgeben, die gegenüber den spannungs- und stromführenden Elementen elektrisch isoliert ist. Die Schutzhülle 37 wird im Bereich der Schlauchleitungen 38 durch ein metallisches Gewebe in der Schlauchwandung und im Bereich der Steckkupplung 1 durch das Kupplungssteckerbzw. Kupplungsdosengehäuse 2.2, 3.2 gebildet. Durch die sämtliche spannungs- und stromführenden Elemente umgebende Schutzhülle 37 ist eine hoch wirksame
Abschirmung gegen elektromagnetische Strahlung (EMV) geschaffen, so dass eine Störung von sensiblen, in der Nähe der spannungs- und stromführenden Elemente angeordnete elektrische Bauelemente bei höheren Spannungs- oder
Stromschwankungen erheblich reduziert sind.
Über eine Widerstandsmessung ist beispielsweise die Isolation zwischen den spannungs- bzw. stromführenden Elementen und der Schutzhülle 37 überprüfbar, so dass bei nachlassender oder fehlender Isolation geeignete Sicherungsmaßnahmen wie beispielsweise die Ausgabe einer Fehlermeldung oder eine Notabschaltung eingeleitet werden können.
Zur Überwachung und Steuerung sämtlicher im Bereich des Nutzfahrzeugs und des Anbaugerätes angeordneter elektronischer Systemkomponenten ist beispielsweise ein Bussystem, vorzugsweise ein CAN-Bus („Controller Area Network Bus") vorgesehen. Im Bereich der Steckkupplung 1 dient dieses Bussystem sowohl der Feststellung des aktuellen Kopplungszustands, der Sicherung der Steckkupplung 1 gegen unsachgemäße Trennung bei Stromfluss über die Steckkupplung 1 als auch der Steuerung der elektronischen Schaltmittel, insbesondere des Relais 35, zur Herstellung oder Trennung der elektrisch leitfähigen Verbindung.
Wie in den Figuren 10 und 1 1 dargestellt, ist oberhalb der Kupplungsdosen 3, 3' eine Elektronikbox 39 angeordnet, die einen Anschluss 40 für das Bussystem aufweist. Diese Elektronikbox 39, in die die von den Kupplungsdosen 3, 3' abstehenden Bolzen 23 geführt sind, enthält neben den Relais 35 zur elektrischen Verbindung dieser Bolzen 23 u.a. einen Hubmagneten 36 mit einem Verriegelungsbolzen 36.1 , der durch die seitliche Wandung der Elektronikbox 39 hindurch mit einer Bohrung 41 bzw. Buchse im Sichelhebel 33 im gekoppelten Zustand zusammenwirkt. Der Hubmagnet 36 ist hierbei über das Bussystem derart ansteuerbar, dass im gekoppelten Zustand bei Übertragung elektrischer Leistung über die Steckkupplung 1 der Sichelhebel 33 durch den Verriegelungsbolzen 36.1 gegen Verschwenken und damit die Steckkupplung 1 gegen unsachgemäßes Lösen gesichert ist. Das Verschwenken des Sichelhebels 33 wird hierbei dadurch unterbunden, dass der Verriegelungsbolzen 36.1 des
Hubmagneten 36 in die Bohrung 41 des Sichelhebels 33 eingreift ist (Fig. 12).
Zum Lösen der Steckkupplung 1 wird der Hubmagnet 36 über das Bussystem derart angesteuert, dass der Verriegelungsbolzen 36.1 zumindest teilweise in die
Elektronikbox 39 zurückgezogen wird, so dass dessen Eingriff in die Bohrung 41 gelöst und der Sichelhebel 33 zum Lösen der Steckkupplung 1 verschwenkbar ist.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist zur Bestimmung des Kopplungszustands der Steckkupplung 1 zumindest ein erster Näherungssensor vorgesehen. Dieser erste Näherungssensor detektiert den Abstand des Kupplungssteckers 2, 2' von der
Kupplungsdose 3, 3', insbesondere über den Einschubzustand des Zentrierbolzens 30 in die Bundbuchse 32. Vorzugsweise ist ein zweiter Näherungssensor vorgesehen, der die Position des Verriegelungsbolzens 36.1 des Hubmagneten 36 detektiert. Es versteht sich, dass weitere Näherungssensor zur Abfrage von Zuständen Verwendung finden können, beispielsweise ein Winkelsensor zur Detektion des Schwenkzustands des Sichelhebels 33. Mittels dieser Näherungssensoren lassen sich der Kopplungszustand der Steckkupplung 1 und insbesondere auch die Verriegelung selbiger mittels des Sichelhebels 33 über das Bussystem überprüfen und abhängig von den durch die Näherungssensoren ermittelten Messwerten bestimmte Abläufe einleiten bzw.
blockieren. In Fig. 13a ist beispielhaft mittels eines Ablaufdiagramms die einzelnen
Verfahrensschritte zum Lösen der Steckkupplung 1 gezeigt. Vor dem Lösen der
Steckkupplung 1 wird zunächst das mittels der Steckkupplung 1 mit dem Nutzfahrzeug verbundene Anbaugerät abgestellt, so dass der elektrische Stromfluss über die
Steckkupplung 1 gestoppt werden kann. Anschließend werden über das Bussystem das Relais 35 derart angesteuert, dass jeweils die beiden Bolzen 23 einer Kupplungsdose 3, 3' voneinander elektrisch getrennt sind.
Vorzugsweise ist jeweils ein Relais 35 pro Kupplungsdose 3, 3' vorgesehen. Der Hubmagnet 36 wird durch das Bussystem derart angesteuert, dass der
Verriegelungsbolzen 36.1 aus der Bohrung 41 zurückgezogen wird. Diese Abläufe können von einem Benutzer nacheinander oder vorzugsweise von einer
Ablaufsteuerung vollautomatisch durchgeführt werden, so dass lediglich über einen einzigen Befehl, beispielsweise„Trennen Anbaugerät", die zuvor beschriebenen Abläufe eingeleitet werden. Anschließend können die Steckkupplung 1 durch Betätigen des Sichelhebels 33 getrennt und die Kupplungsstecker 2, 2' aus den Kupplungsdosen 3, 3' herausgezogen werden.
Fig. 13b zeigt beispielhaft in einem Ablaufdiagramm die Abläufe beim Verbinden der Steckkupplung 1 . Zunächst werden die Kupplungsstecker 2, 2' in die Kupplungsdosen 3, 3' eingeführt und der Sichelhebel 33 in die in Figur 12 gezeigte Schließposition verschwenkt.
Bei erfolgter Freigabe über den Näherungssensor, d.h. die Kupplungsstecker 2, 2' sind in die Kupplungsdosen 3, 3' eingeführt, wird der Hubmagnet 36 derart angesteuert, dass der Verriegelungsbolzen 36.1 in die Bohrung 41 eintaucht. Nach dem Verriegeln erteilt der Näherungssensor eine Freigabe, was die Ansteuerung der Relais 35 anstößt und dadurch eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den zweiten und dritten Innenleiterelementen 5.2, 5.3 über die mittels der Relais miteinander verbundenen Bolzen 23 hergestellt wird. Die genannten Abläufe können wiederum getrennt voneinander einzeln durchgeführt werden oder mittels eines einzigen Befehls angestoßen werden. Nach dem Ablauf dieser Schritte sind ein Anschalten des Anbaugerätes und eine Leistungsübertragung zu ebendiesem möglich.
Die Erfindung wurde voranstehend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Modifikationen und Änderungen der Erfindung möglich sind, ohne dass hierdurch der Erfindungsgedanke verlassen wird.
Bezugszeichenliste
Steckkupplungssystem
, 2' Kupplungsstecker
.1 , 2.1 ' erstes Kupplungssteckerende.2 Kupplungssteckergehäuse.3 zweites Kupplungssteckerende.4 Stirnfläche
.5 Stufung
.6 Stufung
.7 Flansch
, 3' Kupplungsdose
.1 , 3.1 ' erstes Kupplungsdosenende.2 Kupplungsdosengehäuse.2.1 Innenseite
.2.2 Nut
.2.3 Stufung
.2.4 Flansch
.3 zweites Kupplungsdosenende
Innenleiter
.1 Stirnseite
.2 freies Ende
Innenleiter
.1 erstes Innenleiterelement.1 .1 Kopfbereich
.1 .2 Innenleiterbereich
.2 zweites Innenleiterelement.3 drittes Innenleiterelement.3.1 freies Ende Fluidkanal
Ventil körper
Nut
Ventil körper
erste Stufung
zweite Stufung
Teilbereich
Teilbereich
erster Innenseitenbereich zweiter Innenseitenbereich
Stufung
Stirnfläche
Keramikstift
Kontakthülse
Kontakthülse
Kontakth ü I sen i n nenseite
Federkontakt
Feder
Feder
Dichtung
Isolierkörper
Isolierkörper
Isolierkörper
Isolierscheibe
Isolierscheibe
Bolzen
Innengewinde
Reduzierhülse
freies Ende
freies Ende
Isolierscheibe Isolierkörper
Kupplungssteckerplatte
Kupplungsdosenplatte
30 Zentrierbolzen
31 Pastille
32 Bundbuchse
33 Sichelhebel
33.1 Griff
33.2, 33.2' Sichelhebelhälfte
33.3, 33.3' Ausnehmungen
34 Bolzen
35 Relais
36 Hubmagnet
36.1 Verriegelungsbolzet
37 Schutzhülle
38 Schlauchleitung
39 Elektronikbox
40 Anschluss
41 Bohrung a Ringstärke
b Durchmesser c Außendurchmesser d Durchmesser t Einstecktiefe
DA Drehachse
LA1 , LAT Längsachse
LA2, LA2' Längsachse
QA Querachse
T Tangente

Claims

Patentansprüche
1 . Steckkupplungssystem zur Übertragung elektrischer Energie hoher Leistung sowie zur Übertragung eines unter Druck stehenden Fluids bestehend aus zumindest einem Kupplungsstecker (2, 2') und zumindest einer Kupplungsdose (3, 3') mit jeweils zumindest einem elektrischen Leiter (4, 5), wobei der Kupplungsstecker (2, 2') in die Kupplungsdose (3, 3') zur Bildung eines gekoppelten Zustands einführbar ist und aus der Kupplungsdose (3, 3') zur Bildung eines entkoppelten Zustands entfernbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckkupplungssystem zumindest ein elektromechanisches Schutzsystem bestehend aus zumindest einem elektronischen Schaltmittel (35) und zumindest einem innerhalb der
Kupplungsdose (3) und/oder des Kupplungssteckers (2) angeordnetem
mechanischen Schaltmittel (4, 1 1 ) zur Herstellung oder Trennung der elektrisch leitenden Verbindung aufweist, wobei die elektronischen Schaltmittel (35) und die mechanischen Schaltmittel (4, 1 1 ) unabhängig voneinander ansteuerbar sind.
2. Steckkupplungssystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das
zumindest eine elektronische Schaltmittel durch ein Relais (35) gebildet ist.
3. Steckkupplungssystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das
zumindest eine elektronische Schaltmittel durch einen zumindest ein
elektronisches Hochleistungsbauelement, vorzugsweise einen
Hochleistungstransistor au weisenden elektronischen Schaltkreis gebildet ist.
4. Steckkupplungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das zumindest eine mechanische Schaltmittel (4, 1 1 ) zur Herstellung oder Trennung der elektrisch leitenden Verbindung durch das
Einführen des Kupplungssteckers (2, 2') in die Kupplungsdose (3, 3') oder durch das Herausnehmen des Kupplungssteckers (2, 2') aus der Kupplungsdose (3, 3') schaltbar ist.
5. Steckkupplungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsstecker (2, 2') und die Kupplungsdose (3, 3') einen von einem Fluidkanal (6) umgebenen Innenleiter (4, 5) aufweisen.
6. Steckkupplungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die
Innenleiter (4, 5) des Kupplungssteckers (2, 2') und der Kupplungsdose (3, 3') zumindest teilweise von einer elektrisch leitfähigen Kontakthülse (1 1 , 12) umgeben sind.
7. Steckkupplungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die
elektrisch leitfähige Kontakthülse (1 1 ) gegenüber dem Innenleiter (5) verschiebbar ausgebildet ist.
8. Steckkupplungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der
Innenleiter (4) gegenüber der elektrisch leitfähige Kontakthülse (12) verschiebbar ausgebildet ist.
9. Steckkupplungssystem nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, dass die Kontakthülse (12) des Kupplungssteckers (2, 2') die Innenleiter (4, 5) des Kupplungssteckers (2, 2') und der Kupplungsdose (3, 3') im gekoppelten Zustand elektrisch leitfähig verbindet.
10. Steckkupplungssystem nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, dass der Innenleiter (5) der Kupplungsdose (3, 3') mehrteilig ausgebildet ist.
1 1. Steckkupplungssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenleiter (5) zumindest zwei Innenleiterelemente (5.1 , 5.2, 5.3) aufweist, die elektrisch isoliert miteinander verbunden sind.
12. Steckkupplungssystem nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei Innenleiterelemente (5.1 , 5.2) über einen Keramikstift (10) miteinander verbunden sind.
13. Steckkupplungssystem nach Anspruch 1 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei Innenleiterelemente (5.1 , 5.2) der Kupplungsdose (3, 3') im gekoppelten Zustand durch eine Kontakthülse (1 1 ) elektrisch leitend verbindbar sind.
14. Steckkupplungssystem nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, dass die elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem
Innenleiter (4, 5) und der Kontakthülse (1 1 , 12) mittels zumindest einem ringförmigen Federkontakt (13) herstellbar ist.
15. Steckkupplungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch jeweils ein vollumfängliches Kupplungssteckergehäuse (2.2) und ein Kupplungsdosengehäuse (3.2) aus elektrisch leitfähigem Material.
16. Steckkupplungssystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass bei gelöster Verbindung zwischen Kupplungsstecker (2, 2') und Kupplungsdose (3, 3') die Innenleiter (4, 5) des Kupplungssteckers (2, 2') und der Kupplungsdose (3, 3') gegenüber dem Kupplungssteckergehäuse (2.2) oder dem
Kupplungsdosengehäuse (3.2) kurzgeschlossen sind.
1 7. Steckkupplung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass im
gekoppelten Zustand das Kupplungssteckergehäuse (2.2) und das
Kupplungsdosengehäuse (3.2) elektrisch leitend verbunden sind und das
Massepotential bilden.
18. Steckkupplungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass ein Verriegelungsmechanismus zum Einführen und Fixieren des zumindest einen Kupplungssteckers (2, 2') in der zumindest einen
Kupplungsdose (3, 3') vorgesehen ist.
19. Steckkupplungssystem nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Verriegelungsmechanismus durch einen Hebel, vorzugsweise einen Sichelhebel (33) oder durch ein Getriebe gebildet wird.
20. Steckkupplungssystem nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Verriegelungsmechanismus elektronisch und/oder mechanisch gegen unsachgemäße Betätigung gesichert ist.
21. Steckkupplungssystem nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherung über einen elektrisch ansteuerbaren Hubmagneten (36) erfolgt.
22. Steckkupplungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Näherungssensor zur Ermittlung des gekoppelten und/oder entkoppelten Zustands vorgesehen ist.
23. Steckkupplungssystem nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest ein Sensor zur Ermittlung des Zustands des Hubmagneten (36) vorgesehen ist.
24. Steckkupplungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Steuerung und/oder Überwachung des
Steckkupplungssystems ein Bussystem, vorzugsweise ein CAN-Bussystem vorgesehen ist.
25. Steckkupplungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch eine elektrische Belastbarkeit mit bis zu 300KW bei einer elektrischen Stromstärke von bis zu 400A.
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