EP3245692B1 - Electrical connector with a compensation unit - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Steckverbinderteil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a connector part according to the preamble of
Ein solches Steckverbinderteil umfasst ein Steckgehäuse, das zumindest einen Steckabschnitt aufweist, der in einer Einsteckrichtung steckend mit einem Gegensteckverbinderteil zum elektrischen Kontaktieren des Steckverbinderteils mit dem Gegensteckverbinderteil verbunden werden kann.Such a connector part comprises a plug housing which has at least one plug-in portion, which can be connected in a plug-in direction with a mating connector part for electrically contacting the connector part with the mating connector part.
Ein solches Steckverbinderteil kann beispielsweise als Ladestecker zum elektrischen Aufladen einer Batterie eines Elektrofahrzeugs ausgebildet sein. In diesem Fall kann das Steckverbinderteil beispielsweise über eine elektrische Zuleitung mit einer Ladestation verbunden und in eine Ladebuchse eines Elektrofahrzeugs einzustecken sein, so dass bei angeschlossenem Steckverbinderteil Ladeströme von der Ladestation hin zum Elektrofahrzeug übertragen werden können, um auf diese Weise die Batterie des Elektrofahrzeugs aufzuladen.Such a connector part may be formed, for example, as a charging connector for electrically charging a battery of an electric vehicle. In this case, the connector part can be connected, for example via an electrical lead to a charging station and plugged into a charging socket of an electric vehicle, so that when connected connector part charging currents can be transferred from the charging station to the electric vehicle to charge in this way, the battery of the electric vehicle.
Zum Aufladen von Elektrofahrzeugen kommen heutzutage vermehrt auch vollautomatische oder halbautomatische Ladeeinrichtungen zum Einsatz. Bei solchen Ladeeinrichtungen wird das Steckverbinderteil nicht manuell an ein zugeordnetes Gegensteckverbinderteil (auf Seiten des Elektrofahrzeugs) angesteckt, sondern das Steckverbinderteil wird unter Verwendung einer elektromechanischen Baugruppe automatisch dem Gegensteckverbinderteil angenähert und steckend mit dem Gegensteckverbinderteil in Eingriff gebracht.Fully automatic or semi-automatic charging devices are increasingly being used today for charging electric vehicles. In such charging devices, the connector part is not manually attached to an associated mating connector part (on the side of the electric vehicle), but the connector part is automatically approximated using an electromechanical assembly the mating connector part and put in mating with the mating connector part into engagement.
Solche vollautomatischen oder haltautomatischen Ladeeinrichtungen erfordern, dass die Position des Gegensteckverbinderteils am Fahrzeug mit hinreichender Genauigkeit z.B. unter Verwendung einer optischen Sensorik erfasst wird, damit das Steckverbinderteil in automatischer Weise dem Gegensteckverbinderteil angenähert und mit dem Gegensteckverbinderteil in Eingriff gebracht werden kann. Eine solche Positionserkennung ist jedoch nur mit begrenzter Genauigkeit möglich. Zudem ist eine Achserkennung zum achsparallelen Ansetzen des Steckverbinderteils an das zugeordnete Gegensteckverbinderteil schwierig. Kommt es bei einem Ansetzen eines Steckverbinderteils an ein zugeordnetes Gegensteckverbinderteil jedoch zu einem Abweichen der Achsen des Steckverbinderteils und des Gegensteckverbinderteils voneinander, so kann dies dazu führen, dass Kontakte des Steckverbinderteils und des Gegensteckverbinderteils unter einem lateralen Versatz oder auch unter einem Winkelversatz aneinander angesetzt werden, was zu einem Verkanten des Steckverbinderteils an dem Gegensteckverbinderteil und damit zu erheblichen Belastungen am Steckverbinderteil und am Gegensteckverbinderteil und insbesondere auch an deren elektrischen Kontakten führen kann.Such fully automatic or semi-automatic charging devices require that the position of the mating connector part on the vehicle with sufficient accuracy, for example, using an optical sensor is detected so that the connector part can be approximated in an automatic manner to the mating connector part and engaged with the mating connector part. However, such a position detection is possible only with limited accuracy. In addition, an axle detection for axially parallel attachment of the connector part to the associated mating connector part is difficult. However, if an attachment of a connector part to an associated mating connector part leads to a deviation of the axes of the connector part and the mating connector part from each other, this can lead to contacts of the connector part and the mating connector part under a lateral offset or under a Angular offset can be attached to each other, which can lead to tilting of the connector part to the mating connector part and thus to considerable loads on the connector part and the mating connector part and in particular also on their electrical contacts.
Solche Belastungen können auch auftreten, wenn es bei einem Ladevorgang zu einer Lageänderung des Fahrzeugs relativ zur Ladestation kommt, was mit einer Lageänderung des Steckverbinderteils relativ zum Gegensteckverbinderteil einhergehen kann. Solche Lageänderungen können beispielsweise bei einem Be- und Entladen des Fahrzeugs und einer damit verbundenen Absenkung oder Anhebung des Fahrzeugs auftreten.Such loads can also occur when there is a change in position of the vehicle relative to the charging station during a charging process, which may be associated with a change in position of the connector part relative to the mating connector part. Such changes in position may occur, for example, during loading and unloading of the vehicle and an associated lowering or raising of the vehicle.
Es besteht somit ein Bedürfnis nach einem Steckverbinderteil, das in einem gewissen Maß Winkel- und Positionsabweichungen relativ zu einem Gegensteckverbinderteil zulässt, das gleichzeitig aber sicher und zuverlässig zur elektrischen Kontaktierung mit einem zugeordneten Gegensteckverbinderteil in Eingriff gebracht werden kann.There is thus a need for a connector part which permits angular and position deviations relative to a mating connector part to a certain extent, but which at the same time can be engaged securely and reliably for electrical contacting with an associated mating connector part.
Bei einem aus der
Die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sind aus der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Steckverbinderteil zur Verfügung zu stellen, das auf einfache, kostengünstige Weise einen zuverlässigen Ausgleich von Positions- und/oder Winkelabweichungen gegenüber einer Soll-Position und einem Soll-Winkel beim Ansetzen an ein zugeordnetes Gegensteckverbinderteil ermöglicht.Object of the present invention is to provide a connector part available that enables a simple, cost-effective way a reliable compensation of position and / or angular deviations from a desired position and a desired angle when attaching to an associated mating connector part.
Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Demnach weist das Steckverbinderteil eine an dem Steckgehäuse angeordnete Ausgleichseinrichtung auf, die ein Gehäuse, ein mit dem Steckgehäuse verbundenes, an dem Gehäuse angeordnetes Trägerelement und ein das Trägerelement gegenüber dem Gehäuse vorspannendes Federelement aufweist, wobei das Trägerelement unter elastischer Verformung des Federelements relativ zu dem Gehäuse bewegbar ist.This object is achieved by an article having the features of
Das Steckverbinderteil weist somit ein Steckgehäuse und eine an dem Steckgehäuse angeordnete Ausgleicheinrichtung auf. Das Steckgehäuse dient zum steckenden Verbinden mit einem zugeordneten Gegensteckverbinderteil und weist hierzu ein oder mehrere Steckabschnitte auf, an denen z.B. elektrische Kontakte zum elektrischen Kontaktieren mit zugeordneten Gegenkontakten auf Seiten des Gegensteckverbinderteils angeordnet sein können. Die Ausgleichseinrichtung dient demgegenüber dazu, Abweichungen in der Position und/oder dem Winkel, unter denen das Steckverbinderteil an das zugeordnete Gegensteckverbinderteil angesetzt wird, gegenüber einer Soll-Position und einem Soll-Winkel auszugleichen. Generell ist das Steckverbinderteil mit seinem Steckgehäuse in eine Einsteckrichtung an das Gegensteckverbinderteil anzusetzen, wobei dies (nur) in einer definierten (Soll-)Position unter einem definierten (Soll-)Winkel, nämlich fluchtend zum Gegensteckverbinderteil, möglich ist. Kommt es beim Ansetzen des Steckverbinderteils an das Gegensteckverbinderteil zu Abweichungen zu dieser Soll-Position und zu diesem Soll-Winkel, so können diese Abweichungen durch die Ausgleichseinrichtung ausgeglichen werden.The connector part thus has a plug housing and arranged on the plug housing compensation device. The plug housing is used for plug-in connection with an associated mating connector part and for this purpose has one or more plug-in sections, at which, for example, electrical contacts for electrical contacting with associated mating contacts can be arranged on the side of the mating connector part. In contrast, the compensation device is used to compensate for deviations in the position and / or the angle at which the connector part is attached to the associated mating connector part, compared to a desired position and a desired angle. In general, the connector part is to be set with its plug housing in a plug-in direction to the mating connector part, this (only) in a defined (desired) position at a defined (nominal) angle, namely aligned with the mating connector part, is possible. If, when applying the connector part to the mating connector part, there are deviations from this desired position and from this target angle, then these deviations can be compensated for by the compensation device.
Dies erfolgt unter elastischer Verformung des Federelements, über das das an dem Gehäuse angeordnete Trägerelement gegenüber dem Gehäuse vorgespannt ist. Mit dem Gehäuse kann beispielsweise eine geeignete Halteeinrichtung verbunden sein, über die das Steckverbinderteil auf elektromechanische Weise bewegt und dem Gegensteckverbinderteil angenähert werden kann. Mit dem Trägerelement ist demgegenüber das Steckgehäuse des Steckverbinderteils verbunden. Kommt es beim Ansetzen des Steckgehäuses an das Gegensteckverbinderteil zu Abweichungen von der Soll-Position oder dem Soll-Winkel, so kann sich das mit dem Steckgehäuse verbundene Trägerelement relativ zu dem Gehäuse bewegen, so dass solche Abweichungen ausgeglichen werden können und es zu keinem Verkanten des Steckgehäuses mit dem Gegensteckverbinderteil kommt und die Belastungen insbesondere an den elektrischen Kontakten des Steckverbinderteils und des Gegensteckverbinderteils reduziert sind.This takes place under elastic deformation of the spring element, via which the carrier element arranged on the housing is pretensioned with respect to the housing. With the housing, for example, a suitable holding device can be connected, via which the connector part moves in an electromechanical manner and can be approximated to the mating connector part. In contrast, the plug housing of the connector part is connected to the carrier element. If it comes when attaching the plug housing to the mating connector part to deviations from the desired position or the desired angle, the support member connected to the plug housing can move relative to the housing, so that such deviations can be compensated and there is no tilting of the Plug housing comes with the mating connector part and the loads are reduced in particular to the electrical contacts of the connector part and the mating connector part.
Das Trägerelement ist mit einem scheibenförmigen Basisabschnitt innerhalb eines Innenraums des Gehäuses der Ausgleichseinrichtung angeordnet und somit von dem Gehäuse eingefasst. Von dem Basisabschnitt kann sich in diesem Fall beispielsweise ein Zapfenelement in Richtung des Steckgehäuses erstrecken, wobei dieses Zapfenelement eine Öffnung des Gehäuses der Ausgleichseinrichtung durchgreift und an einem vom Basisabschnitt des Trägerelements abliegenden Ende mit dem Steckgehäuse verbunden ist. Über den Basisabschnitt ist das Trägerelement somit innerhalb des Gehäuses der Ausgleichseinrichtung gehalten und dabei über das Federelement gegenüber dem Gehäuse vorgespannt. Ändert sich die Lage des Steckgehäuses relativ zu dem Gehäuse der Ausgleichseinrichtung, so bewegt sich der Basisabschnitt der Trägerelements innerhalb des Gehäuses, was mit einer Verformung des Federelements innerhalb des Gehäuses einhergeht.The carrier element is arranged with a disc-shaped base portion within an interior of the housing of the compensation device and thus enclosed by the housing. In this case, for example, a pin element can extend from the base section in the direction of the plug-in housing, wherein this pin element engages through an opening in the housing of the compensation device and is connected to the plug-in housing at an end remote from the base section of the carrier element. About the base portion, the support member is thus held within the housing of the balancing device and thereby over the Spring element biased relative to the housing. If the position of the plug housing changes relative to the housing of the compensation device, then the base section of the support element moves within the housing, which is accompanied by a deformation of the spring element within the housing.
Damit sich das Trägerelement mit seinem Basisabschnitt innerhalb des Gehäuses bewegen kann, ist die Öffnung des Gehäuses, die von dem Zapfenelement des Trägerelements durchgriffen wird, vorzugsweise größer als die lateralen Abmessungen des Zapfenelements, so dass sich das Zapfenelement quer zur Einsteckrichtung innerhalb der Öffnung bewegen kann.So that the carrier element can move with its base portion within the housing, the opening of the housing, which is penetrated by the pin element of the carrier element, preferably larger than the lateral dimensions of the pin member, so that the pin member can move transversely to the insertion within the opening ,
Das Trägerelement ist vorzugsweise drehfest an dem Federelement festgelegt. Das Trägerelement wird somit in definierter Position an dem Federelement gehalten und über das Federelement in dem Gehäuse positioniert. Aufgrund des das Trägerelement gegenüber dem Gehäuse vorspannenden Federelements wird das Trägerelement in einer im Wesentlichen nicht ausgelenkten Stellung relativ zu dem Gehäuse gehalten, wenn das Steckverbinderteil nicht mit einem zugeordneten Gegensteckverbinderteil in Eingriff steht.The carrier element is preferably fixed against rotation on the spring element. The carrier element is thus held in a defined position on the spring element and positioned via the spring element in the housing. Due to the carrier element biasing the housing relative to the spring element, the carrier element is held in a substantially non-deflected position relative to the housing when the connector part is not engaged with an associated mating connector part.
Das Gehäuse kann beispielsweise zweiteilig aus zwei aneinander anzusetzenden Gehäuseteilen gefertigt sein. An einem dieser Gehäuseteile ist beispielsweise ein in Richtung der Einsteckrichtung in den Innenraum des Gehäuses hinein vorspringender Dom ausgebildet, der dazu dient, beim Ansetzen des Steckverbinderteils an ein zugeordnetes Gegensteckverbinderteil auf das Trägerelement einzuwirken, um hinreichende Steckkräfte auf das Trägerelement und darüber auf das Steckgehäuse zum steckenden Verbinden mit dem Gegensteckverbinderteil zu übertragen.The housing may, for example, be made in two parts from two housing parts to be attached to one another. On one of these housing parts, for example, in the direction of the plug-in direction in the interior of the housing projecting dome is formed, which serves to attach to the connector element when attaching the connector part to an associated mating connector part on the support member to sufficient insertion forces on the support member and on the plug housing for plug-in connection with the mating connector part to transmit.
In einer nicht ausgelenkten Stellung ist hierbei der Dom vorteilhafterweise zu dem Trägerelement beabstandet und steht somit nicht mit dem Trägerelement in Anlage. Wird das Steckverbinderteil an ein zugeordnetes Gegensteckverbinderteil angesetzt, so wird das Federelement axial entlang der Einsteckrichtung komprimiert, was dazu führt, dass der Dom in Anlage mit einer Lagerfläche des Trägerelements gelangt und somit axiale Kräfte in das Trägerelement eingeleitet werden können. Eine Haltereinrichtung, die mit dem Gehäuse der Ausgleichseinrichtung verbunden ist und Steckkräfte in das Gehäuse der Ausgleichseinrichtung einleitet, kann somit bei Anlage des Doms an der Lagerfläche des Trägerelements axial auf das Trägerelement drücken und somit das Steckgehäuse, das mit dem Trägerelement verbunden ist, in Eingriff mit dem zugeordneten Gegensteckverbinderteil bringen.In a non-deflected position in this case the dome is advantageously spaced from the carrier element and thus is not in contact with the carrier element. If the connector part is attached to an associated mating connector part, then the spring element is compressed axially along the insertion direction, resulting in that the dome comes into contact with a bearing surface of the support member and thus axial forces can be introduced into the support member. A holding device, which is connected to the housing of the compensating device and introduces insertion forces into the housing of the compensating device, can thus press axially upon contact of the dome on the bearing surface of the carrier element on the carrier element and thus the plug housing, which is connected to the carrier element, bring into engagement with the associated mating connector part.
Der Dom weist in einer vorteilhaften Ausgestaltung eine Anlagefläche auf, die kugelkalottenförmig ausgebildet ist und mit der Lagerfläche des Trägerelements in Anlage zu bringen ist. Weist auch die Lagerfläche des Trägerelements eine Kugelkalottenform auf, so bilden der Dom und die Lagerfläche des Trägerelements zusammen ein Gleitlager, das ein Verschwenken des Trägerelements relativ zu dem Gehäuse unter gleitender Führung des am Trägerelement anliegenden Doms ermöglicht.In an advantageous embodiment, the dome has an abutment surface which is designed in the shape of a spherical cap and which is to be brought into contact with the bearing surface of the carrier element. If the bearing surface of the carrier element also has a spherical cap shape, then the dome and the bearing surface of the carrier element together form a sliding bearing which enables pivoting of the carrier element relative to the housing while slidingly guiding the dome resting against the carrier element.
Hierbei kann vorteilhaft sein, dass die Lagerfläche des Trägerelements und die Anlagefläche des Doms, die beide kugelkalottenförmig ausgebildet sind, unterschiedliche Radien aufweisen. Ist der Radius der kugelkalottenförmigen Anlagefläche des Doms kleiner als der Radius der kugelkalottenförmigen Lagerfläche des Trägerelements, können der Dom und das Trägerelement zueinander verschwenken und zudem auch lateral (quer zur Einsteckrichtung) zueinander versetzt werden, so dass in günstiger Weise Positions- und Winkelabweichungen unter Anlage des Doms des Gehäuses an der Lagerfläche des Trägerelements und somit unter axialer Kraftübertragung vom Gehäuse der Ausgleichsvorrichtung auf das Steckgehäuse ausgeglichen werden können.It may be advantageous that the bearing surface of the support element and the contact surface of the dome, which are both formed kugelkalottenförmig, have different radii. If the radius of the spherical cap bearing surface of the dome is smaller than the radius of the spherical cap bearing surface of the support member, the dome and the support member can pivot to each other and also laterally (transversely to the plug) are offset from each other, so that in a favorable manner position and angle deviations under investment the dome of the housing on the bearing surface of the support member and thus under axial force transmission from the housing of the compensating device can be compensated for the plug housing.
Das Federelement kann beispielsweise aus Kunststoff, beispielsweise einem hochelastischen Elastomer, hergestellt sein. Das Federelement kann beispielsweise eine ringförmige Grundform aufweisen und sich um die Einsteckrichtung herum in dem Innenraum des Gehäuses der Ausgleichseinrichtung erstrecken. Über das Federelement kann das Trägerelement insbesondere entgegen der Einsteckrichtung und quer zur Einsteckrichtung gegenüber dem Gehäuse vorgespannt sein, so dass das Trägerelement entgegen der Einsteckrichtung dem in Richtung der Einsteckrichtung von einem Boden des Gehäuses vorspringenden Dom axial angenähert und zudem lateral (quer zur Einsteckrichtung) in dem Gehäuse unter Deformation des Federelements versetzt werden kann.The spring element may for example be made of plastic, for example a highly elastic elastomer. The spring element may, for example, have an annular basic shape and extend around the insertion direction in the interior of the housing of the compensation device. About the spring element, the support member may be biased in particular opposite to the insertion and transverse to the insertion relative to the housing, so that the support member against the insertion towards the direction of insertion of a bottom of the housing axially approximated dome and also laterally (transverse to the insertion) in the housing can be displaced under deformation of the spring element.
Das Trägerelement ist vorzugsweise formschlüssig an dem Federelement gehalten. Hierzu kann das Federelement beispielsweise einen Aufnahmeabschnitt aufweisen, der ringförmig ausgebildet ist und an den das Trägerelement beispielsweise mit seinem Basisabschnitt angesetzt werden kann. Von diesem Aufnahmeabschnitt können sich in diesem Fall beispielsweise eine Mehrzahl von Federabschnitten nach Art von Federlippen erstrecken, wobei diese Federabschnitte sich beispielsweise radial zur Einsteckrichtung und axial entlang der Einsteckrichtung von dem Aufnahmeabschnitt erstrecken und darüber eine elastische Verbindung des Trägerelements mit dem Gehäuse der Ausgleichseinrichtung herstellen.The support element is preferably held positively on the spring element. For this purpose, the spring element, for example, have a receiving portion which is annular and to which the carrier element can be attached, for example, with its base portion. In this case, for example, a plurality of spring sections may extend in the manner of spring lips from this receiving section, wherein these spring sections extend radially, for example Insertion direction and axially along the insertion direction of the receiving portion extend and produce an elastic connection of the support member with the housing of the compensation device.
In einer ersten Ausführungsform können die Federabschnitte beispielsweise sich ringförmig um den Aufnahmeabschnitt herum erstrecken.For example, in a first embodiment, the spring portions may extend annularly around the receiving portion.
Denkbar und möglich ist in seiner zweiten Ausführungsform aber auch, dass die Federabschnitte nach Art von Segmenten in Umfangsrichtung um die Einsteckrichtung unterbrochen sind und somit keine geschlossenen Ringe ausbilden.It is also conceivable and possible in its second embodiment but also that the spring sections are interrupted in the manner of segments in the circumferential direction to the insertion direction and thus form no closed rings.
Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke soll nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:
- Fig. 1A
- eine perspektivische Ansicht eines Steckverbinderteils;
- Fig. 1B
- eine andere perspektivische Ansicht des Steckverbinderteils, zusammen mit einem Gegensteckverbinderteil, mit dem das Steckverbinderteil in einer Einsteckrichtung in Eingriff zu bringen ist;
- Fig. 2A
- eine Ansicht des Steckverbinderteils von hinten;
- Fig. 2B
- eine Seitenansicht des Steckverbinderteils;
- Fig. 2C
- eine Ansicht des Steckverbinderteils von vorne;
- Fig. 3A
- eine perspektivische Explosionsansicht einer Ausgleichseinrichtung des Steckverbinderteils;
- Fig. 3B
- eine andere perspektivische Ansicht der Ausgleichseinrichtung;
- Fig. 4
- eine Schnittansicht durch die Ausgleichseinrichtung gemäß
Fig. 3A, 3B ; - Fig. 5A, 5B
- Ansichten eines ersten Ausführungsbeispiels eines Federelements der Ausgleichseinrichtung;
- Fig. 6A, 6B
- perspektivische Ansichten eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Federelements;
- Fig. 6C
- eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels des Federelements gemäß
Fig. 6A, 6B ; - Fig. 6D
- eine Schnittansicht entlang der Linie I-I gemäß
Fig. 6A ; - Fig. 7A-7E
- Schnittansichten entlang der Linie II-II gemäß
Fig. 2A , in unterschiedlichen Lagen der Ausgleichseinrichtung relativ zu einem Steckgehäuse des Steckverbinderteils; und - Fig. 8
- eine Ansicht des Steckverbinderteils im Zusammenwirken mit einer Halteeinrichtung zum vollautomatischen oder halbautomatischen Ansetzen des Steckverbinderteils an ein zugeordnetes Gegensteckverbinderteil.
- Fig. 1A
- a perspective view of a connector part;
- Fig. 1B
- another perspective view of the connector part, together with a mating connector part with which the connector part is to be engaged in a plug-in direction;
- Fig. 2A
- a view of the connector part from behind;
- Fig. 2B
- a side view of the connector part;
- Fig. 2C
- a view of the connector part from the front;
- Fig. 3A
- an exploded perspective view of a balancing device of the connector part;
- Fig. 3B
- another perspective view of the balancing device;
- Fig. 4
- a sectional view through the balancing device according to
Fig. 3A, 3B ; - Fig. 5A, 5B
- Views of a first embodiment of a spring element of the compensation device;
- Fig. 6A, 6B
- Perspective views of a second embodiment of a spring element;
- Fig. 6C
- a side view of the embodiment of the spring element according to
Fig. 6A, 6B ; - Fig. 6D
- a sectional view taken along the line II according to
Fig. 6A ; - Figs. 7A-7E
- Sectional views along the line II-II according to
Fig. 2A in different positions of the compensation device relative to a plug housing of the connector part; and - Fig. 8
- a view of the connector part in cooperation with a holding device for fully automatic or semi-automatic attachment of the connector part to an associated mating connector part.
Das Steckverbinderteil 1 umfasst ein Steckgehäuse 2 mit einem Gehäuseabschnitt 20, von dem Steckabschnitte 21, 22 in Einsteckrichtung E vorstehen. Die Steckabschnitt 21, 22 können in eine Einstecköffnung 40 des Gegensteckverbinderteils 4 in die Einsteckrichtung E eingesteckt werden, um auf diese Weise an den Steckabschnitten 21, 22 angeordnete elektrische Kontaktelemente 210, 220 mit zugeordneten Gegenkontaktelementen des Gegensteckverbinderteils 4 elektrisch zu kontaktieren.The
Rückwärtig der Steckabschnitte 21, 22 ist das Steckgehäuse 2 mit einer Ausgleichseinrichtung 3 verbunden, die dazu dient, Positionsabweichungen und Winkelabweichungen beim Ansetzen des Steckverbinderteils 1 an das Gegensteckverbinderteil 4 auszugleichen und auf diese Weise ein Verkanten des Steckverbinderteils 1 mit seinen Steckabschnitten 21, 22 in der Einstecköffnung 40 des Gegensteckverbinderteils 4 zu verhindern und Belastungen insbesondere an den Kontaktelementen 210, 220 zu reduzieren.Rearward of the
An der Ausgleichseinrichtung 3 kann beispielsweise, wie dies schematisch in Fig. 9 dargestellt ist, eine elektromechanische Halteeinrichtung 5 angreifen, die über ein Verbindungselement 302 mit einem Gehäuse 30, 31 der Ausgleichseinrichtung 3 verbunden ist und dazu dient, das Steckverbinderteil 1 in automatischer, gesteuerter Weise an das Gegensteckverbinderteil 4 anzusetzen und mit diesem in Eingriff zu bringen.For example, as shown schematically in FIG. 9, the compensating
In dem Innenraum 310 des Gehäuses 30, 31 ist ein Federelement 32 angeordnet, das mit einem Basisabschnitt 330 eines Trägerelements 33 verbunden ist und das Trägerelement 33 gegenüber dem Gehäuse 30, 31 vorspannt. Das Federelement 32 weist einen ringförmigen Aufnahmeabschnitt 320 auf, in den das Trägerelement 33 mit seinem Basisabschnitt 330 eingesetzt ist, wobei Formschlusselemente 334 in Form von Vorsprüngen an dem Basisabschnitt 330 des Trägerelements 33 in Formschlusselemente 325 in Form von Aussparungen an dem Aufnahmeabschnitt 320 des Federelements 32 eingreifen und auf diese Weise das Trägerelement 33 drehfest an dem Federelement 32 festlegen.In the
Von dem Basisabschnitt 330 des Trägerelements 33 steht, an einer dem Federelement 32 abgewandten Seite, ein Zapfenelement 332 vor, das eine Öffnung 311 an dem zweiten Gehäuseteil 31 durchgreift und über einen Verbindungsabschnitt 333 fest mit dem Gehäuseabschnitt 20 des Steckgehäuses 2 verbunden ist.Of the
Innenseitig an dem ersten Gehäuseteil 30 ist ein Dom 300 ausgebildet, der in Richtung der Einsteckrichtung von dem Gehäuseteil 30 in Richtung des Trägerelements 33 vorsteht. Der Dom 300 weist an einer dem Trägerelement 33 zugewandten Seite eine Anlagefläche 301 mit einer Kugelkalottenform auf, die einer ebenfalls kugelkalottenförmigen Lagerfläche 331 an einer dem Dom 300 zugewandten Seite des Trägerelements 33 gegenübersteht und dazu ausgebildet ist, mit der Lagerfläche 331 bei Einstecken des Steckverbinderteils 1 in das Gegensteckverbinderteil 4 in Anlage zu gelangen.On the inside of the
Wie aus der Schnittansicht gemäß
Wie ebenfalls aus der Schnittansicht gemäß
Das Federelement 32 ist federelastisch ausgebildet und beispielsweise aus einem Kunststoff, insbesondere einem Elastomer, gefertigt. Unterschiedliche Ausführungen des Federelements 32 sind hierbei denkbar und möglich.The
In einem ersten Ausführungsbeispiel, dargestellt in
Über Aussparungen 326 in zwei der Federabschnitte 321 kann das Federelement 32 zudem formschlüssig innerhalb des Gehäuses 30, 31 festgelegt und somit drehfest um die Einsteckrichtung E in dem Gehäuse 30, 31 gehalten sein.Via
In einem anderen, in
Auch das Federelement 32 gemäß dem Ausführungsbeispiel gemäß
Die Ausgleichseinrichtung 3 dient, wie gesagt, dazu, Abweichungen von einer Soll-Position und einem Soll-Winkel beim Ansetzen des Steckverbinderteils 1 an ein zugeordnetes Gegensteckverbinderteil 4 auszugleichen. Wie dies erfolgt, ist in den Schnittansichten gemäß
In einer Ausgangsstellung vor Ansetzen des Steckverbinderteils 1 an das zugeordnete Gegensteckverbinderteil 4 befindet sich das Trägerelement 33 mit seinem Zapfenelement 332 in einer in etwa mittigen Lage an der Öffnung 311 des Gehäuseteils 31 der Ausgleichseinrichtung 3. Über das Federelement 32 wird das Trägerelement 33 und darüber das mit dem Trägerelement 33 fest verbundene Steckgehäuse 2 in Position zu dem Gehäuse 30, 31 der Ausgleichseinrichtung 3 gehalten derart, dass Längsachsen L (entsprechend den Rotationssymmetrieachsen) des Trägerelements 33 und des Doms 300 fluchten.In a starting position prior to attachment of the
Wird das Steckverbinderteil 1, wie in
Wird das Steckverbinderteil 1 nicht in exakt korrekter Position und unter exakt korrektem Winkel an das Gegensteckverbinderteil 4 angesetzt, so führt das Einstecken des Steckverbinderteils 1 mit seinen Steckabschnitten 21, 22 in das zugeordnete Gegensteckverbinderteil 4 dazu, dass sich die Lage des Steckgehäuses 2 der Lage des (stationären) Gegensteckverbinderteils 4 anpasst. Denn nur wenn das Steckgehäuse 2 mit seinen Steckabschnitten 21, 22 mit dem Gegensteckverbinderteil 4 fluchtet, ist ein Einstecken in das Gegensteckverbinderteil 4 möglich.If the
Weil die Lage des Steckgehäuses 2 sich somit beim Finden mit dem Gegensteckverbinderteil 4 ändert und dem Gegensteckverbinderteil 4 anpasst, ändert sich die Lage des Steckgehäuses 2 relativ zu dem Gehäuse 30, 31 der Ausgleichseinrichtung 3, die über die Halteeinrichtung 5 in Position gehalten wird. Hierdurch kann sich das Steckgehäuse 2 lateral in eine Richtung B quer zur Einsteckrichtung E relativ zu dem Gehäuse 30, 31 verschieben (
Wie aus
Weil beim Einstecken des Steckgehäuses 2 in das zugeordnete Gegensteckverbinderteil 4 es aufgrund Komprimierung des Federelements 32 zu einer Anlage des Doms 300 mit der Lagerfläche 31 des Trägerelements 33 kommt, können über das Gehäuse 30, 31 der Ausgleichseinrichtung 3, an dem die Lagereinrichtung 5 angreift, hinreichende Steckkräfte zum Einstecken des Steckgehäuses 2 in das Gegensteckverbinderteil 4 übertragen werden. Dies erfolgt über die Anlage der Anlagefläche 301 des Doms 300 mit der Lagerfläche 331 des Trägerelements 33.Because when inserting the plug-in
Weil die Anlagefläche 301 des Doms 300 einerseits und die Lagerfläche 331 des Trägerelements 33 andererseits jeweils kugelkalottenförmig ausgebildet sind, kann das Trägerelement 33 gegenüber dem Dom 300 verschwenken, wie dies in
Die laterale Bewegung des Trägerelements 33 innerhalb des Gehäuses 30, 31 ist begrenzt durch die von dem Zapfenelement 332 des Trägerelements 33 durchgriffene Öffnung 311 in dem Gehäuseteil 31 der Ausgleichseinrichtung 3. Dies ist beispielhaft in
Soll das Steckgehäuse 2 entgegen der Einsteckrichtung E wiederum außer Eingriff mit dem Gegensteckverbinderteil 4 gezogen werden, so können Zugkräfte in das Gehäuse 30, 31 eingeleitet werden. Hierdurch gelangt das Trägerelement 33 in Anlage mit dem Gehäuseteil 31 und wird gegen dieses Gehäuseteil 31 gedrückt, so dass darüber die Zugkräfte in das Trägerelement 33 eingeleitet und auf das Steckgehäuse 2 übertragen werden. Das Steckverbinderteil 1 kann somit zuverlässig aus dem Gegensteckverbinderteil 4 entnommen werden.If the plug-in
Grundsätzlich kann auch eine Rotation des Steckgehäuses 2 um die Einsteckrichtung E ausgeglichen werden. Dies erfolgt unter rotatorischer Deformation des Federelements 32, das einerseits drehfest in dem Gehäuse 30, 31 gehalten und andererseits drehfest mit dem Trägerelement 33 verbunden ist und bei rotatorischer Belastung des Steckgehäuses 2 somit auf Torsion belastet wird.In principle, a rotation of the
Die Lageänderung des Trägerelements 33 relativ zu dem Gehäuse 30, 31 erfolgt stets unter Deformation des Federelements 32. Wirkt keine Last (mehr) zwischen dem Steckgehäuse 2 und der Ausgleichseinrichtung 3, so entspannt sich das Federelement 32 und stellt das Trägerelement 33 in seine Ausgangsstellung (
Bei den vorangehend geschilderten Ausführungsbeispielen können ein oder mehrere elektrische Leitungen beispielsweise aus dem Gehäuse 2 herausgeführt werden, indem sie seitlich oder nach oben oder unten hin aus dem Gehäuse 2 austreten und von dem Gehäuse 2 weg, gegebenenfalls um die Ausgleichseinrichtung 3 herum verlegt werden. Mehrere Leitungen können auch zu unterschiedlichen Seiten aus dem Gehäuse 2 austreten.In the embodiments described above, one or more electrical lines can be led out of the
Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke ist nicht auf die vorangehend geschilderten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern lässt sich grundsätzlich auch in gänzlich anders gearteter Weise verwirklichen.The idea underlying the invention is not limited to the embodiments described above, but can in principle also be realized in a completely different kind of way.
So ist die Erfindung insbesondere nicht auf die Verwendung bei Ladesteckern an Ladestationen oder anderen Ladeeinrichtungen beschränkt, sondern lässt sich ganz allgemein bei Steckverbindern verwenden.In particular, the invention is not limited to use with charging plugs at charging stations or other charging devices, but can be used quite generally in connectors.
Mit der beschriebenen Ausgleichseinrichtung wird ein Lageausgleich beim Ansetzen eines Steckverbinderteils an ein zugeordnetes Gegensteckverbinderteil unter Verwendung nur weniger Bauteile möglich. Die Ausgleichseinrichtung kann einfach und kostengünstig aufgebaut und hergestellt werden, ermöglicht ein sicheres und zuverlässiges Ansetzen eines Steckverbinderteils an ein Gegensteckverbinderteil und kann in vorteilhafter Weise einen Ausgleich von Lageabweichungen eines Steckverbinderteils beim Ansetzen an ein Gegensteckverbinderteil schaffen.With the described compensation device a position compensation when attaching a connector part to an associated mating connector part using only a few components is possible. The balancing device can be easily and inexpensively constructed and manufactured, allows a secure and reliable attachment of a connector part to a mating connector part and can provide a balance of positional deviations of a connector part when fitting to a mating connector part in an advantageous manner.
- 11
- Steckverbinderteilconnector part
- 22
- Steckgehäuseplug housing
- 2020
- Gehäuseabschnitthousing section
- 21, 2221, 22
- Steckabschnittplug-in section
- 210,220210.220
- Kontaktelementecontact elements
- 33
- Ausgleichseinrichtungbalancer
- 3030
- Gehäuseteilhousing part
- 300300
- Domcathedral
- 301301
- Anlageflächecontact surface
- 302302
- Verbindungselementconnecting member
- 3131
- Gehäuseteilhousing part
- 310310
- Innenrauminner space
- 311311
- Öffnungopening
- 3232
- Elastisches ElementElastic element
- 320320
- Aufnahmeabschnittreceiving portion
- 321-324321-324
- Federabschnittspring section
- 325325
- FormschlusselementForm-fitting element
- 326326
- Aussparungrecess
- 3333
- Trägerelementsupport element
- 330330
- Basisabschnittbase section
- 331331
- Lagerflächestorage area
- 332332
- Zapfenelementpin element
- 333333
- Verbindungsabschnittconnecting portion
- 334334
- FormschlusselementForm-fitting element
- 44
- GegensteckverbinderteilMating connector part
- 4040
- Einstecköffnunginsertion
- 55
- Halteeinrichtungholder
- 5050
- Steuereinrichtungcontrol device
- A-DA-D
- Richtungdirection
- Ee
- Einsteckrichtunginsertion
- L, L1, L2L, L1, L2
- Längsachselongitudinal axis
- R1, R2R1, R2
- Radiusradius
Claims (13)
- Plug-in connector part (1) comprising a plug-in housing (20) which has at least one plug-in section (20, 21) which, in a manner plugged-in in an insertion direction (E), can be connected to a mating plug-in connector part (4) for the purpose of electrically contact-connecting the plug-in connector part (1) to the mating plug-in connector part (4), and has a compensating device (3) which is arranged on the plug-in housing (2) and has a housing (30, 31), a carrier element (33) which is connected to the plug-in housing (20) and is arranged on the housing (30, 31), and a spring element (32) which prestresses the carrier element (33) in relation to the housing (30, 31), wherein the carrier element (33) can be moved relative to the housing (30, 31) with elastic deformation of the spring element (32), wherein the carrier element (33), by way of a base section (330), is held in an interior (310) of the housing (30, 31), characterized in that the carrier element (33) has a pin element (332) which is arranged on the base section (330) and, by way of the pin element (332), passes through an opening (311) of the housing (30, 31), wherein the pin element (332) can be moved transversely to the insertion direction (E) in the opening (311).
- Plug-in connector part (1) according to Claim 1, characterized in that the carrier element (33) is secured to the spring element (33) in a rotationally fixed manner.
- Plug-in connector part (1) according to Claim 1 or 2, characterized in that the housing (30, 31), on a housing part (30), has a dome (300) which protrudes in the direction of the insertion direction (E) and, with elastic deformation of the spring element (32), can be brought into contact with a bearing face (331) of the carrier element (33) for the purpose of transmitting force from the housing (30, 31) onto the carrier element (33) in the insertion direction (E).
- Plug-in connector part (1) according to Claim 3, characterized in that the dome (300) has a spherical cap-like contact face (301).
- Plug-in connector part (1) according to Claim 3 or 4, characterized in that the bearing face (331) of the carrier element (33) is of spherical-cap like form.
- Plug-in connector part (1) according to Claim 5, characterized in that the spherical cap-like contact face (301) of the dome (300) has a smaller radius (R1) than the spherical cap-like bearing face (331) of the carrier element (33).
- Plug-in connector part (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the spring element (32) is manufactured from an elastomer.
- Plug-in connector part (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the spring element (32) prestresses the carrier element (33) counter to the insertion direction (E) and transversely to the insertion direction (E) in relation to the housing (30, 31).
- Plug-in connector part (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the spring element (33) has a receiving section (320) for receiving the carrier element (33) in an interlocking manner.
- Plug-in connector part (1) according to Claim 9, characterized in that the spring element (32) has a plurality of spring sections (321-24) which project axially along the insertion direction (E) and/or radially to the insertion direction (E) from the receiving section (320).
- Plug-in connector part (1) according to Claim 10, characterized in that the spring sections (321-324) extend in an annular manner around the insertion direction (E).
- Plug-in connector part (1) according to Claim 10, characterized in that the spring sections (321-324) are interrupted in the circumferential direction around the insertion direction (E).
- Plug-in connector part (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the housing (30, 31) of the compensating device (3) can be connected to a holding device (5) for automatically positioning the plug-in connector part (1).
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