EP4143925A1 - Locking mechanism for a high-current electrical connector - Google Patents

Locking mechanism for a high-current electrical connector

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Publication number
EP4143925A1
EP4143925A1 EP21723122.4A EP21723122A EP4143925A1 EP 4143925 A1 EP4143925 A1 EP 4143925A1 EP 21723122 A EP21723122 A EP 21723122A EP 4143925 A1 EP4143925 A1 EP 4143925A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
connector
locking
connector socket
socket
locking device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21723122.4A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Norbert Kropiewnicki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harting Electric Stiftung and Co KG
Original Assignee
Harting Electric Stiftung and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Harting Electric Stiftung and Co KG filed Critical Harting Electric Stiftung and Co KG
Publication of EP4143925A1 publication Critical patent/EP4143925A1/en
Pending legal-status Critical Current

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Definitions

  • the invention is based on a connector socket according to the preamble of independent claim 1.
  • the invention also relates to a matching connector according to the preamble of independent claim 15.
  • the invention also relates to a system consisting of such a connector socket and such a connector .
  • the invention also relates to a method for separating a plug connection according to the preamble of independent claim 22.
  • Such connector sockets and connectors are used in particular for the transmission of high currents.
  • DE 102017 108490 B4 shows a connector socket and a matching connector.
  • the connector socket has a pivotable locking bracket that can be locked on the connector.
  • the system of connector socket and connector is monitored by a control unit.
  • the locking bracket can only be moved into the unlocking position when there is no current or voltage. So-called “pulling under load” is not possible.
  • the object of the invention is to provide a reliable, compact and robust solution which prevents a plug connection from being pulled in the operating state - so-called pulling under load.
  • the invention relates to a connector socket for a connector. If a connector is plugged into a connector socket, this is also referred to as a plug connection. A plug connection is established by inserting a connector into the connector socket. This connector is disconnected again by pulling the connector out of the connector socket.
  • the connector socket and the associated connector are not restricted to industrial areas of application.
  • the plug connection according to the invention is also explicitly designed for use in the private environment.
  • the area of use relates in particular to applications that require a high power transmission, for example during a charging process.
  • the connector socket according to the invention has a locking device with which a connector can be locked in the plugged-in state on the connector socket.
  • locked means that the connector cannot be pulled out of the connector socket with normal application of force - in the plugged state.
  • the lock is maintained until the connector can be safely removed from the connector socket.
  • Reliable separation of the plug connection means, for example, that the occurrence of an electric arc is essentially excluded. Any damage and / or danger to a user and the devices connected to the plug connection is at least reduced to a minimum.
  • the locking device is arranged essentially within the connector socket. This means that the locking device is essentially located inside the connector housing and is not arranged on the outside of the connector. As a result, the locking of such a plug connection cannot be accidentally (or intentionally) forgotten, which has a great safety advantage. At least part of the locking device protrudes from the plug-in connector socket. The protruding part of the locking device, like the contact elements, is arranged in the plug-in area of the connector socket.
  • the connector socket preferably has an octagonal cross section.
  • the connector socket forms a mating face.
  • the mating face is understood to mean the arrangement of the contact elements which, when viewed from above, are in the plug-in area of the plug connector socket - or of a corresponding plug connector.
  • the part of the locking device protruding from the connector socket is preferably part of the mating face.
  • the locking device or its protruding part is advantageously arranged centrally in the plug face and at least partially surrounded by the contact elements. This results in a one-sided load on the contact elements when the plug-in connection is attempted in the operating state to separate, avoided.
  • the locking device protrudes essentially flush with at least one of the contact elements.
  • the locking device is preferably an electromechanical locking device.
  • the purely mechanical components can guarantee locking even when there is no electricity.
  • the electrical components only release the plug-in connection when an electronic check has taken place that there is no voltage.
  • the connector socket can have an energy storage device, which ensures the electrical release when the device is completely separated from an energy supply or no energy supply is possible.
  • the locking device preferably has a mechanical locking element.
  • the locking element has at least one spring-loaded locking bolt which can engage in a locking opening of the connector assigned to it for mechanical locking of the plug connection.
  • the locking element has two oppositely aligned locking pins which are coupled to one another via a spring.
  • the locking bolts then engage in two locking openings of the connector, which are arranged opposite one another analogously to the locking bolts.
  • Such a mechanical lock has proven to be very reliable.
  • the locking bolts are each molded onto a base.
  • the base and the locking bolt then each form a component which can be manufactured inexpensively from plastic in an injection molding process, for example.
  • the two bases are designed to be geometrically complementary to one another. It means that the bases interlock when merging.
  • the two bases are coupled to one another via the previously mentioned spring.
  • the locking device has a movable locking slide.
  • the locking slide consists of a piston which has a U-shaped fork at the end.
  • the mechanical locking element can be blocked via the U-shaped fork. The blocking takes place, for example, in that the U-shaped fork moves between the bases of the locking pins, so that they can no longer be guided towards one another and, as a result, the locking pins can no longer be guided out of the locking openings.
  • the locking device preferably has a lifting magnet.
  • the locking slide can be moved using the lifting magnet.
  • the piston can be moved back and forth in the plug-in direction so that the U-shaped fork - depending on its position - can block or release the locking pins.
  • the locking device has a first microswitch with which the position of the locking slide can be detected.
  • the microswitch acts here as a sensor and detects whether the U-shaped fork is in a locking function or in a release position.
  • the blocking element is blocked in the blocking function. In the release position, the fork is not in the effective area of the locking element.
  • the connector socket advantageously has an electronic evaluation unit with an RFID antenna.
  • the first microswitch supplies data to this evaluation unit so that it knows whether the fork is in the locked or unlocked position.
  • the locking device advantageously has a U-shaped gripping hand.
  • the mechanical locking element can be blocked with the U-shaped gripping hand - analogous to the U-shaped fork.
  • the mechanical locking element of the locking device can be blocked on one side by the U-shaped fork and on the opposite side by the U-shaped gripping hand. Only when both locking devices (fork and gripping hand) are removed is the locking element released so that the connector can be pulled out of the connector socket.
  • the U-shaped gripping hand has legs that can be moved relative to one another.
  • the legs, which can be moved relative to one another, are preferably coupled to one another via a spring.
  • the spring force forces the legs into their closed, i.e. H. U-shaped, shape. This position is also known as the locked position.
  • the legs can be opened with the aid of an unlocking mechanism which is arranged in the connector, whereby the locking element is released. This position is also referred to as the release position of the gripping hand.
  • the connector has an RFID tag.
  • the data stored on the RFID tag can be read out via the evaluation unit's RFID antenna.
  • the evaluation unit is known from the fact that the connector is inserted into the connector socket.
  • the connector has a visual display unit that outputs a plug-in status.
  • a first plug status could indicate that voltage is present in the plug connection. As a result, it is immediately recognizable visually that the plug-in connection must not be disconnected.
  • a second plug status could indicate that there is no more voltage in the plug connection is present. This makes it visually recognizable that the plug connection may be separated.
  • the display unit could advantageously consist of an LED display that can change color.
  • the first status “voltage applied” could be indicated by a red light and the second status “voltage free” by a green person.
  • the connector is inserted into the connector socket.
  • Two opposite locking pins of the locking device of the socket snap into associated locking openings in the locking contour of the connector.
  • the locking pins are locked on the plug side via the U-shaped gripping hand.
  • the bolts are also blocked on the connection side by the U-shaped fork by moving it into the blocking position by the lifting magnet.
  • the optical display unit lights up red and signals that there is voltage on the plug connection and that it must therefore not be disconnected.
  • the evaluation unit of the connector socket checks whether the connector is de-energized. If there is no tension, the U-shaped fork is not moved out of its locked position. The display unit continues to glow red and the plug connection cannot be disconnected, even if the gripping hand is in its open position (release position). When there is no voltage, the U-shaped fork is moved back to its release position by the lifting magnet. The optical display unit lights up green.
  • the U-shaped gripping hand is opened by the unlocking mechanism integrated in the connector and thus into yours
  • the connector Only when the U-shaped fork (on the connection side) and the U-shaped gripping hand (on the plug-in side) are each in their release position can the connector be separated, i.e. the connector can be pulled out of the connector socket.
  • Fig. 1 is a perspective view of a connector socket according to the invention
  • Fig. 2 is a perspective view of a connector according to the invention
  • FIG. 3 shows a perspective and partially transparent illustration of a locking device integrated in the connector socket
  • Fig. 4 is a plan view of individual components of the
  • Locking device in its locked position
  • Fig. 5 is a plan view of individual components of the
  • FIG. 7 is a perspective illustration of the FIG.
  • Connector socket integrated locking device and 8 shows a perspective illustration of the locking contour integrated in the connector.
  • FIG. 1 shows a connector socket 1 according to the invention.
  • the connector socket 1 is, for example, built onto housings of electrical devices which at least at times require a lot of energy or which include a battery that has to be charged regularly.
  • the connector socket 1 has a locking device 2.
  • the locking device 2 is arranged at least partially within the connector socket 1 or its housing. On the plug-in side, the locking device 2 protrudes from the connector socket 1.
  • the mating face of a plug connector socket 1 and a plug connector 10 is defined by the arrangement of the contact elements (and possibly further functional elements) that can be seen on the plug side.
  • the connector socket 1 or its housing has an octagonal cross section.
  • the mating face is formed by the arrangement of the contact elements and the other visible functional elements, such as the locking device and evaluation unit or RFID antenna, within this octagonal geometry.
  • the connector socket 1 has five power contact elements 3 within its mating face, which are designed for the transmission of high currents.
  • the power contact elements 3 are arranged essentially like an inverted U in the mating face (from the perspective of FIG. 1).
  • a signal contact element 4 is arranged in the lower area of the mating face. This can be used to transmit data and / or control signals.
  • the connector socket 1 has an electronic evaluation unit 5 with an integrated RFID antenna. At least part of the RFID antenna and possibly also part of the evaluation unit 5 protrudes from the connector socket 1 on the plug-in side and thus forms part of the mating face of the connector socket 1.
  • a connector 10 according to the invention can be seen, which can be plugged into the connector socket 1 and thus forms a plug connection.
  • the connector 10 has five power contact elements 3 ‘and a signal contact element 4‘.
  • the power contact elements 3 ‘and the signal contact element 4‘ are arranged analogously to the plug face of the connector socket 1 and can thus be electrically contacted.
  • the connector 10 has a locking contour 9 which corresponds to the protruding part of the locking device 2 of the connector socket 1.
  • an RFID tag Arranged above the locking contour 9 is an RFID tag which, when plugged in, corresponds to the RFID antenna of the evaluation unit 5 of the connector socket 1.
  • the plug connector 10 has a cable screw connection 7 for a cable to be connected (not shown).
  • the locking device 2 is shown, which is integrated in the connector socket 1. This is a Electromechanical locking in which purely mechanical components interact with electrical or electronic components.
  • the housing 11 of the locking device 2 is shown transparently in FIG. 3 so that the components located therein can be seen.
  • the locking device 2 has a locking element 12.
  • the locking element 12 is shown enlarged in FIG.
  • the locking element 12 consists of two bases 13, 13 'which are coupled via a spring 14 and each have a locking pin 15 projecting perpendicularly therefrom.
  • the bases 13, 13 ' are geometrically designed in such a way that they can interlock in a complementary manner.
  • the locking pins 15 are aligned opposite to one another.
  • the locking pins 15 have a hemispherical tip at the end. In the plugged-in state, the locking pins 15 engage in the locking opening 16 of the locking contour 9 of the plug connector 10, which are assigned to them.
  • the locking device 2 has a movable locking slide 17 which has a U-shaped fork 18 at the end.
  • the locking slide 17 can be moved back and forth in the insertion direction - along the double arrow 19 - via a floating magnet 20.
  • the fork 18 is located between the bases 13, 13 'of the locking element 12 and blocks the locking pins 15 located in the locking openings 16 so that the plug connection cannot be separated.
  • the fork 18 is in Figure 4 in this illustrated locking position.
  • the locking device 2 has a U-shaped gripping hand 21.
  • the gripping hand 21 consists essentially of two L-shaped legs 21 a, 21 b, which are coupled to one another via a spring 22.
  • the legs 21a, 21b are driven into their U-shape by the spring 22, which represents the basic position of the gripping hand 21.
  • the closed gripping hand 21 is between the Bases 13, 13 'of the locking element 12 and thus blocks the locking pins 15 located in the locking openings 16, so that the plug connection cannot be separated.
  • the gripping hand 21 is in its locked position in FIG.
  • the plug connector 10 is plugged into the plug connector socket 1.
  • Two opposite locking pins 15 of the locking device 2 of the connector socket 1 snap into associated locking openings 16 of the locking contour 9 of the connector 10.
  • the locking pins 15 are locked on the plug side or on the plug side via the U-shaped gripping hand 21.
  • the bolts 15 are additionally blocked on the connection side or on the socket side by the U-shaped fork 18 by being moved into the blocking position (FIG. 4) by the lifting magnet 20.
  • the optical display unit lights up red and signals that there is voltage on the plug connection and that it must therefore not be disconnected.
  • the position of the fork can be registered by the evaluation unit 5 via a first microswitch 24.
  • the open or closed position of the gripping hand 21 can accordingly be registered by the evaluation unit 5 via a second microswitch 25.
  • the evaluation unit 5 of the connector socket 1 When plugged in, the evaluation unit 5 of the connector socket 1 receives information about the RFID tag of the connector 10. The evaluation unit 5 of the connector socket 1 checks continuously or regularly, or at least before a potential pulling of the connector 10, whether the connector is de-energized. If there is no tension, the U-shaped fork is not pulled out of its locked position ( Figure 4) or driven out. In this case, the display unit lights up red, indicating that the connector cannot be disconnected.
  • the U-shaped fork 18 When the evaluation unit determines that there is no voltage, the U-shaped fork 18 is moved back into its release position by the lifting magnet 20.
  • the release position is shown in FIG. In this case, the optical display unit lights up green.
  • the unlocking mechanism is essentially a bolt (not shown) which presses in the direction of the arrow 23 on the spring area of the gripping hand 21, whereby the legs 21a, 21b are moved in the direction of the arrows 26, 26 'and the gripping hand 21 is thereby opened.
  • the bolt (not shown) can be moved via an outside push button (not shown) on the connector 10.

Abstract

The invention relates to an electrical connector socket (1), which has a locking device (2) by means of which an electrical connector (10) can be locked when plugged into the electrical connector socket (1), the locking device (2) being disposed at least partly within the electrical connector socket (1) and protruding at least partly from the electrical connector socket (1) on the plug-in side. The electrical connector (10) is provided for transmitting high currents and signals, the electrical connector (10) having a locking contour (9), into which a locking device (2) of an electrical connector socket (1) can engage, the locking contour (9) being disposed on the electrical connector (10) on the plug-in side.

Description

Verriegelungsmechanismus für einen Hochstromsteckverbinder Locking mechanism for a high-current connector
Beschreibung description
Die Erfindung geht aus von einer Steckverbinderbuchse nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs 1. Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf einen dazu passenden Steckverbinder nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs 15. Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein System bestehend aus einer solchen Steckverbinderbuchse und einem solchen Steckverbinder. Weiterhin bezieht die Erfindung sich auf ein Verfahren zum Trennen einer Steckverbindung nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs 22. The invention is based on a connector socket according to the preamble of independent claim 1. The invention also relates to a matching connector according to the preamble of independent claim 15. The invention also relates to a system consisting of such a connector socket and such a connector . The invention also relates to a method for separating a plug connection according to the preamble of independent claim 22.
Derartige Steckverbinderbuchsen und Steckverbinder werden insbesondere zur Übertragung hoher Ströme verwendet. Such connector sockets and connectors are used in particular for the transmission of high currents.
Stand der Technik State of the art
Die DE 102017 108490 B4 zeigt eine Steckverbinderbuchse und einen dazu passenden Steckverbinder. Die Steckverbinderbuchse weist einen schwenkbaren Verriegelungsbügel auf, der am Steckverbinder arretierbar ist. Das System aus Steckverbinderbuchse und Steckverbinder wird über eine Steuereinheit überwacht. Der Verriegelungsbügel kann erst bei Strom- und Spannungsfreiheit in die entriegelnde Position überführt werden. Ein sogenanntes „Ziehen unter Last“ ist dadurch nicht möglich. DE 102017 108490 B4 shows a connector socket and a matching connector. The connector socket has a pivotable locking bracket that can be locked on the connector. The system of connector socket and connector is monitored by a control unit. The locking bracket can only be moved into the unlocking position when there is no current or voltage. So-called "pulling under load" is not possible.
Der hier gezeigte Verriegelungsbügel und die zugehörige Überwachungselektronik bauen sehr groß auf. Daher ist eine solche Lösung für viele Anwendungen nicht geeignet. Da die mechanische Verriegelung außen am Verriegelungsbügel angebracht ist, ist sie außerdem anfällig für Verschmutzung und/oder Beschädigungen. Aufgabenstellung The locking bracket shown here and the associated monitoring electronics are very large. Therefore, such a solution is not suitable for many applications. Since the mechanical lock is attached to the outside of the locking bracket, it is also prone to contamination and / or damage. Task
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin eine zuverlässige, kompakte und robuste Lösung bereitzustellen, die bei einer Steckverbindung ein Ziehen im Betriebszustand - ein so genanntes Ziehen unter Last - verhindert. The object of the invention is to provide a reliable, compact and robust solution which prevents a plug connection from being pulled in the operating state - so-called pulling under load.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. The object is achieved by the subject matter of the independent claims.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung angegeben. Advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims and the following description.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Steckverbinderbuchse für einen Steckverbinder. Ist ein Steckverbinder in einer Steckverbinderbuchse eingesteckt, wird dies auch als Steckverbindung bezeichnet. Durch das Einstecken eines Steckverbinders in die Steckverbinderbuchse wird eine Steckverbindung hergestellt. Durch ein Herausziehen des Steckverbinders aus der Steckverbinderbuchse wird diese Steckverbindung wieder getrennt. The invention relates to a connector socket for a connector. If a connector is plugged into a connector socket, this is also referred to as a plug connection. A plug connection is established by inserting a connector into the connector socket. This connector is disconnected again by pulling the connector out of the connector socket.
Die Steckverbinderbuchse und der zugehörige Steckverbinder sind in diesem Fall nicht auf industrielle Anwendungsbereiche beschränkt. Die erfindungsgemäße Steckverbindung ist explizit auch für den Einsatz im privaten Umfeld konzipiert. Das Einsatzgebiet betrifft insbesondere Anwendungen, die eine hohe Strom Übertragung, beispielsweise bei einem Ladevorgang, erfordern. In this case, the connector socket and the associated connector are not restricted to industrial areas of application. The plug connection according to the invention is also explicitly designed for use in the private environment. The area of use relates in particular to applications that require a high power transmission, for example during a charging process.
Die erfindungsgemäße Steckverbinderbuchse weist eine Verriegelungsvorrichtung auf, mit welcher ein Steckverbinder im gesteckten Zustand an der Steckverbinderbuchse verriegelbar ist. Mit verriegelt ist in diesem Fall gemeint, dass der Steckverbinder mit einer normalen Kraftaufwendung - im gesteckten Zustand - nicht aus der Steckverbinderbuchse herausgezogen werden kann. Die Verriegelung wird so lange aufrechterhalten, bis der Steckverbinder sicher wieder aus der Steckverbinderbuchse gezogen werden kann. Als sichere Trennung der Steckverbindung ist beispielsweise gemeint, dass eine Entstehung eines Lichtbogens im Wesentlichen ausgeschlossen ist. Jedwede Beschädigung und oder Gefährdung für einen Benutzer und der mit der Steckverbindung verbundenen Geräte ist zumindest auf ein Minimum reduziert. The connector socket according to the invention has a locking device with which a connector can be locked in the plugged-in state on the connector socket. In this case, locked means that the connector cannot be pulled out of the connector socket with normal application of force - in the plugged state. The lock is maintained until the connector can be safely removed from the connector socket. Reliable separation of the plug connection means, for example, that the occurrence of an electric arc is essentially excluded. Any damage and / or danger to a user and the devices connected to the plug connection is at least reduced to a minimum.
Die Verriegelungsvorrichtung ist im Wesentlichen innerhalb der Steckverbinderbuchse angeordnet. Damit ist gemeint, dass sich die Verriegelungsvorrichtung im Wesentlichen innerhalb des Steckverbindergehäuses befindet und eben nicht außerhalb am Steckverbinder angeordnet ist. Dadurch kann auch die Verriegelung einer solchen Steckverbindung nicht versehentlich (oder absichtlich) vergessen werden, was einen großen Sicherheitsvorteil mit sich bringt. Zumindest ein Teil der Verriegelungsvorrichtung ragt steckseitig aus der Steckverbinderbuchse heraus. Der herausragende Teil der Verriegelungsvorrichtung, ist genau wie die Kontaktelemente, im Steckbereich der Steckverbinderbuchse angeordnet. The locking device is arranged essentially within the connector socket. This means that the locking device is essentially located inside the connector housing and is not arranged on the outside of the connector. As a result, the locking of such a plug connection cannot be accidentally (or intentionally) forgotten, which has a great safety advantage. At least part of the locking device protrudes from the plug-in connector socket. The protruding part of the locking device, like the contact elements, is arranged in the plug-in area of the connector socket.
Die Steckverbinderbuchse hat vorzugsweise einen achteckigen Querschnitt. Die Steckverbinderbuchse bildet ein Steckgesicht aus. Unter dem Steckgesicht wird die Anordnung der Kontaktelemente verstanden, die sich bei Draufsicht im Steckbereich der Steckverbinderbuchse - oder eines korrespondierenden Steckverbinders - befinden. Der aus der Steckverbinderbuchse herausragende Teil der Verriegelungsvorrichtung ist vorzugsweise ein Teil des Steckgesichts. Vorteilhafterweise ist die Verrieglungsvorrichtung bzw. dessen herausragender Teil zentral im Steckgesicht angeordnet und von den Kontaktelementen zumindest teilweise umringt. Dadurch wird eine einseitige Belastung der Kontaktelemente, beim Versuch die Steckverbindung im Betriebszustand zu trennen, vermieden. Idealerweise ragt die Verriegelungsvorrichtung im Wesentlichen bündig mit zumindest einem der Kontaktelemente hervor. The connector socket preferably has an octagonal cross section. The connector socket forms a mating face. The mating face is understood to mean the arrangement of the contact elements which, when viewed from above, are in the plug-in area of the plug connector socket - or of a corresponding plug connector. The part of the locking device protruding from the connector socket is preferably part of the mating face. The locking device or its protruding part is advantageously arranged centrally in the plug face and at least partially surrounded by the contact elements. This results in a one-sided load on the contact elements when the plug-in connection is attempted in the operating state to separate, avoided. Ideally, the locking device protrudes essentially flush with at least one of the contact elements.
Bevorzugterweise handelt es sich bei der Verriegelungsvorrichtung um eine elektromechanische Verriegelungsvorrichtung. Die rein mechanischen Komponenten können eine Verriegelung auch bei Stromfreiheit gewährleisten. Die elektrischen Komponenten geben die Steckverbindung erst frei, wenn eine elektronische Überprüfung über eine Spannungsfreiheit stattgefunden hat. Die Steckverbinderbuchse kann über einen Energiespeicher verfügen, der die elektrische Freigabe gewährleistet, wenn das Gerät vollkommen von einem Energiezufluss getrennt ist bzw. kein Energiezufluss möglich ist. The locking device is preferably an electromechanical locking device. The purely mechanical components can guarantee locking even when there is no electricity. The electrical components only release the plug-in connection when an electronic check has taken place that there is no voltage. The connector socket can have an energy storage device, which ensures the electrical release when the device is completely separated from an energy supply or no energy supply is possible.
Vorzugsweise weist die Verriegelungsvorrichtung ein mechanisches Sperrelement auf. Das Sperrelement weist zumindest einen federgelagerten Sperrbolzen auf, der zur mechanischen Verriegelung der Steckverbindung in eine ihm zugeordnete Sperröffnung des Steckverbinders eingreifen kann. The locking device preferably has a mechanical locking element. The locking element has at least one spring-loaded locking bolt which can engage in a locking opening of the connector assigned to it for mechanical locking of the plug connection.
Besonders vorteilhaft ist es zudem, wenn das Sperrelement zwei entgegengesetzt zueinander ausgerichtete Sperrbolzen aufweist, die über eine Feder miteinander gekoppelt sind. Die Sperrbolzen greifen dann in zwei Sperröffnungen des Steckverbinders ein, die analog zu den Sperrbolzen gegenüberliegend angeordnet sind. Eine derartige mechanische Verriegelung hat sich als sehr zuverlässig herausgestellt. It is also particularly advantageous if the locking element has two oppositely aligned locking pins which are coupled to one another via a spring. The locking bolts then engage in two locking openings of the connector, which are arranged opposite one another analogously to the locking bolts. Such a mechanical lock has proven to be very reliable.
Es ist vorteilhaft, wenn die Sperrbolzen jeweils an einer Basis angeformt sind. Die Basis und der Sperrbolzen bilden dann jeweils ein Bauteil, welches beispielsweise aus Kunststoff in einem Spritzgussprozess kostengünstig hergestellt werden kann. Die beiden Basen sind geometrisch komplementär zueinander ausgestaltet. Das bedeutet, dass die Basen beim Zusammenführen ineinandergreifen. Die beiden Basen sind dabei über die zuvor erwähnte Feder miteinander gekoppelt. It is advantageous if the locking bolts are each molded onto a base. The base and the locking bolt then each form a component which can be manufactured inexpensively from plastic in an injection molding process, for example. The two bases are designed to be geometrically complementary to one another. It means that the bases interlock when merging. The two bases are coupled to one another via the previously mentioned spring.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Verriegelungsvorrichtung einen bewegbaren Arretierschlitten auf. Der Arretierschlitten besteht aus einem Kolben, der endseitig eine U-förmige Gabel aufweist. Über die U-förmige Gabel ist das mechanische Sperrelement blockierbar. Die Blockierung erfolgt beispielsweise dadurch, dass die U-förmige Gabel zwischen die Basen der Sperrbolzen fährt, so dass diese nicht mehr zueinander geführt werden können und dadurch die Sperrbolzen nicht mehr aus den Sperröffnungen geführt werden können. In a preferred embodiment of the invention, the locking device has a movable locking slide. The locking slide consists of a piston which has a U-shaped fork at the end. The mechanical locking element can be blocked via the U-shaped fork. The blocking takes place, for example, in that the U-shaped fork moves between the bases of the locking pins, so that they can no longer be guided towards one another and, as a result, the locking pins can no longer be guided out of the locking openings.
Bevorzugterweise weist die Verriegelungsvorrichtung einen Hubmagneten auf. Über den Hubmagneten kann der Arretierschlitten bewegt werden. Dabei kann der Kolben in Steckrichtung hin und her gefahren werden, so dass die U-förmige Gabel - je nach Position - die Sperrbolzen blockieren bzw. freigeben kann. The locking device preferably has a lifting magnet. The locking slide can be moved using the lifting magnet. The piston can be moved back and forth in the plug-in direction so that the U-shaped fork - depending on its position - can block or release the locking pins.
Es ist von Vorteil, wenn die Verriegelungsvorrichtung einen ersten Mikroschalter aufweist, mit welchem die Position des Arretierschlittens erfassbar ist. Der Mikroschalter fungiert hier als Sensor und detektiert, ob sich die U-förmige Gabel in einer Sperrfunktion oder in einer Freigabeposition befindet. In der Sperrfunktion wird das Sperrelement blockiert. In der Freigabeposition befindet sich die Gabel nicht im Wirkbereich des Sperrelements. It is advantageous if the locking device has a first microswitch with which the position of the locking slide can be detected. The microswitch acts here as a sensor and detects whether the U-shaped fork is in a locking function or in a release position. The blocking element is blocked in the blocking function. In the release position, the fork is not in the effective area of the locking element.
Vorteilhafterweise verfügt die Steckverbinderbuchse über eine elektronische Auswerteeinheit mit einer RFID-Antenne. Der erste Mikroschalter liefert Daten an diese Auswerteeinheit, so dass dieser bekannt ist, ob sich die Gabel in der Sperr- oder Freigabeposition befindet. Vorteilhafterweise weist die Verriegelungsvorrichtung eine U-förmige Greifhand auf. Mit der U-förmigen Greifhand kann das mechanische Sperrelement - analog zur U-förmigen Gabel - blockiert werden. Auf einer Seite kann das mechanische Sperrelement der Verriegelungsvorrichtung durch die U-förmige Gabel und auf der gegenüberliegenden Seite durch die U-förmige Greifhand blockiert werden. Erst wenn beide Sperreinrichtungen (Gabel und Greifhand) entfernt sind, ist das Sperrelement freigegeben, so dass der Steckverbinder aus der Steckverbinderbuchse gezogen werden kann. The connector socket advantageously has an electronic evaluation unit with an RFID antenna. The first microswitch supplies data to this evaluation unit so that it knows whether the fork is in the locked or unlocked position. The locking device advantageously has a U-shaped gripping hand. The mechanical locking element can be blocked with the U-shaped gripping hand - analogous to the U-shaped fork. The mechanical locking element of the locking device can be blocked on one side by the U-shaped fork and on the opposite side by the U-shaped gripping hand. Only when both locking devices (fork and gripping hand) are removed is the locking element released so that the connector can be pulled out of the connector socket.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die U-förmige Greifhand relativ zueinander bewegbare Schenkel auf. Vorzugsweise sind die relativ zueinander bewegbaren Schenkel über eine Feder miteinander gekoppelt. Die Federkraft zwingt die Schenkel in ihre geschlossene, d. h. U-förmige, Form. Diese Stellung wird auch als Sperrposition bezeichnet. Entgegen der Federkraft können die Schenkel, mithilfe einer Entriegelungsmechanik, die im Steckverbinder angeordnet ist, geöffnet werden, wodurch das Sperrelement freigegeben wird. Diese Stellung wird auch als Freigabeposition der Greifhand bezeichnet. In a preferred embodiment of the invention, the U-shaped gripping hand has legs that can be moved relative to one another. The legs, which can be moved relative to one another, are preferably coupled to one another via a spring. The spring force forces the legs into their closed, i.e. H. U-shaped, shape. This position is also known as the locked position. Against the spring force, the legs can be opened with the aid of an unlocking mechanism which is arranged in the connector, whereby the locking element is released. This position is also referred to as the release position of the gripping hand.
Es ist besonders vorteilhaft, wenn der Steckverbinder einen RFID-Tag aufweist. Über die RFID-Antenne der Auswerteeinheit können die auf dem RFID-Tag gespeicherter Daten ausgelesen werden. Der Auswerteeinheit ist dadurch bekannt, dass der Steckverbinder in die Steckverbinderbuchse eingesteckt ist. It is particularly advantageous if the connector has an RFID tag. The data stored on the RFID tag can be read out via the evaluation unit's RFID antenna. The evaluation unit is known from the fact that the connector is inserted into the connector socket.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Steckverbinder über eine visuelle Anzeigeeinheit verfügt, die einen Steckstatus ausgibt. Ein erster Steckstatus könnte angeben das Spannung bei der Steckverbindung anliegt. Flierdurch wird bereits visuell sofort erkennbar, dass die Steckverbindung nicht getrennt werden darf. Ein zweiter Steckstatus könnte anzeigen, dass keine Spannung mehr bei der Steckverbindung anliegt. Hierdurch wird visuell erkennbar, dass die Steckverbindung getrennt werden darf. It is particularly advantageous if the connector has a visual display unit that outputs a plug-in status. A first plug status could indicate that voltage is present in the plug connection. As a result, it is immediately recognizable visually that the plug-in connection must not be disconnected. A second plug status could indicate that there is no more voltage in the plug connection is present. This makes it visually recognizable that the plug connection may be separated.
Vorteilhafterweise könnte die Anzeigeeinheit aus einer LED-Anzeige bestehen, die einen Farbwechsel vollziehen kann. Hier könnte beispielsweise der erste Status „Spannung anliegend“ über ein rotes Leuchten und der zweite Status „Spannungsfrei“ über ein grünes Leuten gekennzeichnet werden. The display unit could advantageously consist of an LED display that can change color. Here, for example, the first status “voltage applied” could be indicated by a red light and the second status “voltage free” by a green person.
Im Folgenden wird kurz ein Steck- und Ziehvorgang an einer beispielhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Steckverbindung erläutert. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. In the following, a plug-in and pull-out process is briefly explained using an exemplary embodiment of a plug connection according to the invention. However, the invention is not restricted to this embodiment.
Der Steckverbinder wird in die Steckverbinderbuchse eingesteckt. Dabei rasten zwei gegenüberliegende Sperrbolzen der Verriegelungsvorrichtung der Buchse in zugeordnete Sperröffnungen der Verriegelungskontur des Steckverbinders ein. Die Sperrbolzen werden steckseitig über die U-förmige Greifhand gesperrt. The connector is inserted into the connector socket. Two opposite locking pins of the locking device of the socket snap into associated locking openings in the locking contour of the connector. The locking pins are locked on the plug side via the U-shaped gripping hand.
Sobald eine Energieübertragung stattfindet, werden die Bolzen zusätzlich anschlussseitig durch die U-förmige Gabel gesperrt, indem diese durch den Hubmagneten in die Sperrposition gefahren wird.As soon as an energy transfer takes place, the bolts are also blocked on the connection side by the U-shaped fork by moving it into the blocking position by the lifting magnet.
Die optische Anzeigeeinheit leuchtet rot und signalisiert so, dass eine Spannung an der Steckverbindung anliegt und diese daher nicht getrennt werden darf. The optical display unit lights up red and signals that there is voltage on the plug connection and that it must therefore not be disconnected.
Vor einem möglichen Herausziehen des Steckverbinders überprüft die Auswerteeinheit der Steckverbinderbuchse, ob die Steckverbindung spannungsfrei ist. Wenn keine Spannungsfreiheit besteht, wird die U-förmige Gabel nicht aus ihrer Sperrposition herausgeführt. Die Anzeigeeinheit leuchtet weiterhin rot und die Steckverbindung kann nicht getrennt werden, selbst wenn sich die Greifhand in ihrer offenen Stellung befindet (Freigabeposition). Wenn Spannungsfreiheit besteht, wird die U-förmige Gabel vom Hubmagneten zurück in ihre Freigabeposition gefahren. Die optische Anzeigeeinheit leuchtet grün. Before the connector is pulled out, the evaluation unit of the connector socket checks whether the connector is de-energized. If there is no tension, the U-shaped fork is not moved out of its locked position. The display unit continues to glow red and the plug connection cannot be disconnected, even if the gripping hand is in its open position (release position). When there is no voltage, the U-shaped fork is moved back to its release position by the lifting magnet. The optical display unit lights up green.
Durch die im Steckverbinder integrierte Entriegelungsmechanik wird die U-förmige Greifhand geöffnet und dadurch in ihreThe U-shaped gripping hand is opened by the unlocking mechanism integrated in the connector and thus into yours
Freigabeposition gebracht werden. Release position are brought.
Erst wenn die U-förmige Gabel (anschlussseitig) und die U-förmige Greifhand (steckseitig) sich jeweils in ihrer Freigabeposition befinden, kann die Steckverbindung getrennt, d.h. der Steckverbinder aus der Steckverbinderbuchse gezogen werden. Only when the U-shaped fork (on the connection side) and the U-shaped gripping hand (on the plug-in side) are each in their release position can the connector be separated, i.e. the connector can be pulled out of the connector socket.
Ausführungsbeispiel Embodiment
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigen: An embodiment of the invention is shown in the drawings and is explained in more detail below. Show it:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Steckverbinderbuchse, Fig. 1 is a perspective view of a connector socket according to the invention,
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Steckverbinders, Fig. 2 is a perspective view of a connector according to the invention,
Fig. 3 eine perspektivische und teilweise transparente Darstellung einer in der Steckverbinderbuchse integrierte Verriegelungsvorrichtung, 3 shows a perspective and partially transparent illustration of a locking device integrated in the connector socket,
Fig. 4 eine Draufsicht auf einzelne Bauteile derFig. 4 is a plan view of individual components of the
Verriegelungsvorrichtung in ihrer Sperrposition, Locking device in its locked position,
Fig. 5 eine Draufsicht auf einzelne Bauteile derFig. 5 is a plan view of individual components of the
Verriegelungsvorrichtung in ihrer Freigabeposition,Locking device in its release position,
Fig. 6 eine perspektivische Darstellung eines Sperrelements,6 shows a perspective illustration of a locking element,
Fig. 7 eine perspektivische Darstellung der in derFIG. 7 is a perspective illustration of the FIG
Steckverbinderbuchse integrierten Verriegelungsvorrichtung und Fig. 8 eine perspektivische Darstellung der im Steckverbinder integrierten Verriegelungskontur. Connector socket integrated locking device and 8 shows a perspective illustration of the locking contour integrated in the connector.
Die Figuren enthalten teilweise vereinfachte, schematische Darstellungen. Zum Teil werden für gleiche, aber gegebenenfalls nicht identische Elemente identische Bezugszeichen verwendet. Verschiedene Ansichten gleicher Elemente könnten unterschiedlich skaliert sein. The figures contain partially simplified, schematic representations. In some cases, identical reference symbols are used for identical, but possibly not identical elements. Different views of the same elements could be scaled differently.
Die Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Steckverbinderbuchse 1. Die Steckverbinderbuchse 1 wird beispielsweise an Gehäusen elektrischer Geräte angebaut, die zumindest zeitweise viel Energie benötigen oder die einen Akku umfassen, der regelmäßig aufgeladen werden muss. Zur Fixierung der Steckverbinderbuchse 1 , beispielsweise an eine Gerätewand, weist diese in den Eckbereichen ihres Gehäuses Laschen mit darin angeordneten Öffnungen 6 auf, die beispielsweise für eine Schraubbefestigung genutzt werden können. FIG. 1 shows a connector socket 1 according to the invention. The connector socket 1 is, for example, built onto housings of electrical devices which at least at times require a lot of energy or which include a battery that has to be charged regularly. To fix the connector socket 1, for example on a device wall, it has tabs with openings 6 arranged therein in the corner areas of its housing, which can be used for screw fastening, for example.
Die Steckverbinderbuchse 1 weist eine Verriegelungsvorrichtung 2 auf.The connector socket 1 has a locking device 2.
Die Verriegelungsvorrichtung 2 ist zumindest teilweise innerhalb der Steckverbinderbuchse 1 bzw. dessen Gehäuse angeordnet. Steckseitig ragt die Verriegelungsvorrichtung 2 aus der Steckverbinderbuchse 1 heraus. The locking device 2 is arranged at least partially within the connector socket 1 or its housing. On the plug-in side, the locking device 2 protrudes from the connector socket 1.
Das Steckgesicht einer Steckverbinderbuchse 1 und eines Steckverbinders 10 wird durch die steckseitig zu sehende Anordnung der Kontaktelemente (und ggf. weiterer Funktionselemente) definiert. Die Steckverbinderbuchse 1 bzw. dessen Gehäuse hat einen achteckigen Querschnitt. Das Steckgesicht wird von der Anordnung der Kontaktelemente und der weiteren sichtbaren Funktionselemente, wie Verriegelungsvorrichtung und Auswerteeinheit bzw. RFID-Antenne, innerhalb dieser Achteckgeometrie gebildet. Die Steckverbinderbuchse 1 weist innerhalb ihres Steckgesichtes fünf Leistungskontaktelemente 3 auf, die zur Übertragung hoher Ströme ausgelegt sind. Die Leistungskontaktelemente 3 sind im Wesentlichen wie ein umgedrehtes U im Steckgesicht angeordnet (aus Sicht der Figur 1). Im unteren Bereich des Steckgesichts ist ein Signalkontaktelement 4 angeordnet. Hierüber können Daten und/oder Steuersignale übertragen werden. The mating face of a plug connector socket 1 and a plug connector 10 is defined by the arrangement of the contact elements (and possibly further functional elements) that can be seen on the plug side. The connector socket 1 or its housing has an octagonal cross section. The mating face is formed by the arrangement of the contact elements and the other visible functional elements, such as the locking device and evaluation unit or RFID antenna, within this octagonal geometry. The connector socket 1 has five power contact elements 3 within its mating face, which are designed for the transmission of high currents. The power contact elements 3 are arranged essentially like an inverted U in the mating face (from the perspective of FIG. 1). A signal contact element 4 is arranged in the lower area of the mating face. This can be used to transmit data and / or control signals.
Die Steckverbinderbuchse 1 weist eine elektronische Auswerteeinheit 5 mit einer integrierten RFID-Antenne auf. Zumindest ein Teil der RFID- Antenne und ggf. auch ein Teil der Auswerteeinheit 5 ragt steckseitig aus der Steckverbinderbuchse 1 heraus und bildet damit einen Teil des Steckgesichts der Steckverbinderbuchse 1. The connector socket 1 has an electronic evaluation unit 5 with an integrated RFID antenna. At least part of the RFID antenna and possibly also part of the evaluation unit 5 protrudes from the connector socket 1 on the plug-in side and thus forms part of the mating face of the connector socket 1.
In Figur 2 ist ein erfindungsgemäßer Steckverbinder 10 zu sehen, der in die Steckverbinderbuchse 1 eingesteckt werden kann und damit eine Steckverbindung ausbildet. Der Steckverbinder 10 weist fünf Leistungskontaktelemente 3‘ und ein Signalkontaktelement 4‘ auf. Die Leistungskontaktelemente 3‘ und das Signalkontaktelement 4‘ sind analog zum Steckgesicht der Steckverbinderbuchse 1 angeordnet und hiermit elektrisch kontaktierbar. In Figure 2, a connector 10 according to the invention can be seen, which can be plugged into the connector socket 1 and thus forms a plug connection. The connector 10 has five power contact elements 3 ‘and a signal contact element 4‘. The power contact elements 3 ‘and the signal contact element 4‘ are arranged analogously to the plug face of the connector socket 1 and can thus be electrically contacted.
Zentral im Steckgesicht weist der Steckverbinder 10 eine Verriegelungskontur 9 auf, die zum herausragenden Teil der Verriegelungsvorrichtung 2 der Steckverbinderbuchse 1 korrespondiert. Oberhalb der Verriegelungskontur 9 ist ein RFID-Tag angeordnet, der im gesteckten Zustand mit der RFID-Antenne der Auswerteeinheit 5 der Steckverbinderbuchse 1 korrespondiert. Der Steckverbinder 10 weist eine Kabelverschraubung 7 für ein anzuschließendes Kabel (nicht gezeigt) auf. In the center of the mating face, the connector 10 has a locking contour 9 which corresponds to the protruding part of the locking device 2 of the connector socket 1. Arranged above the locking contour 9 is an RFID tag which, when plugged in, corresponds to the RFID antenna of the evaluation unit 5 of the connector socket 1. The plug connector 10 has a cable screw connection 7 for a cable to be connected (not shown).
In Figur 3 ist die Verriegelungsvorrichtung 2 gezeigt, die in der Steckverbinderbuchse 1 integriert ist. Es handelt sich hierbei um eine elektromechanische Verriegelung, bei der rein mechanische Komponenten mit elektrischen bzw. elektronischen Komponenten Zusammenwirken. Das Gehäuse 11 der Verriegelungsvorrichtung 2 ist in Figur 3 transparent dargestellt, damit die darin liegenden Komponenten zu erkennen sind. In Figure 3, the locking device 2 is shown, which is integrated in the connector socket 1. This is a Electromechanical locking in which purely mechanical components interact with electrical or electronic components. The housing 11 of the locking device 2 is shown transparently in FIG. 3 so that the components located therein can be seen.
Die Verriegelungsvorrichtung 2 weist ein Sperrelement 12 auf. Das Sperrelement 12 ist vergrößert in Figur 6 dargestellt. Das Sperrelement 12 besteht aus zwei über eine Feder 14 gekoppelte Basen 13, 13‘, die jeweils einen senkrecht davon abstehenden Sperrbolzen 15 aufweisen. Die Basen 13, 13‘ sind geometrisch so ausgestaltet, dass sie komplementär ineinandergreifen können. Die Sperrbolzen 15 sind entgegengesetzt zueinander ausgerichtet. Die Sperrbolzen 15 weisen endseitig eine halbkugelförmige Spitze auf. Im gesteckten Zustand greifen die Sperrbolzen 15 in die ihnen zugeordnete Sperröffnung 16 der Verriegelungskontur 9 des Steckverbinders 10 ein. The locking device 2 has a locking element 12. The locking element 12 is shown enlarged in FIG. The locking element 12 consists of two bases 13, 13 'which are coupled via a spring 14 and each have a locking pin 15 projecting perpendicularly therefrom. The bases 13, 13 'are geometrically designed in such a way that they can interlock in a complementary manner. The locking pins 15 are aligned opposite to one another. The locking pins 15 have a hemispherical tip at the end. In the plugged-in state, the locking pins 15 engage in the locking opening 16 of the locking contour 9 of the plug connector 10, which are assigned to them.
Die Verriegelungsvorrichtung 2 weist einen bewegbaren Arretierschlitten 17 auf, der endseitig eine U-förmige Gabel 18 aufweist. Der Arretierschlitten 17 ist über einen Flubmagneten 20 in Steckrichtung - entlang des Doppelpfeils 19 - hin- und her fahrbar. Im verriegelten Zustand befindet sich die Gabel 18 zwischen den Basen 13, 13‘ des Sperrelements 12 und blockiert die in den Sperröffnungen 16 befindlichen Sperrbolzen 15, so dass die Steckverbindung nicht trennbar ist. Die Gabel 18 befindet sich in Figur 4 in dieser geschilderten Sperrposition. The locking device 2 has a movable locking slide 17 which has a U-shaped fork 18 at the end. The locking slide 17 can be moved back and forth in the insertion direction - along the double arrow 19 - via a floating magnet 20. In the locked state, the fork 18 is located between the bases 13, 13 'of the locking element 12 and blocks the locking pins 15 located in the locking openings 16 so that the plug connection cannot be separated. The fork 18 is in Figure 4 in this illustrated locking position.
Die Verriegelungsvorrichtung 2 weist eine U-förmige Greifhand 21 auf. Die Greifhand 21 besteht im Wesentlichen aus zwei L-förmigen Schenkeln 21 a, 21 b, die über eine Feder 22 miteinander gekoppelt sind. Durch die Feder 22 werden die Schenkel 21a, 21 b in ihre U-Form getrieben, die die Grundstellung der Greifhand 21 darstellt. Im verriegelten Zustand befindet sich die geschlossene Greifhand 21 zwischen den Basen 13, 13‘ des Sperrelements 12 und blockiert damit die in den Sperröffnungen 16 befindlichen Sperrbolzen 15, so dass die Steckverbindung nicht trennbar ist. Die Greifhand 21 befindet sich in Figur 4 in ihrer Sperrposition. The locking device 2 has a U-shaped gripping hand 21. The gripping hand 21 consists essentially of two L-shaped legs 21 a, 21 b, which are coupled to one another via a spring 22. The legs 21a, 21b are driven into their U-shape by the spring 22, which represents the basic position of the gripping hand 21. In the locked state, the closed gripping hand 21 is between the Bases 13, 13 'of the locking element 12 and thus blocks the locking pins 15 located in the locking openings 16, so that the plug connection cannot be separated. The gripping hand 21 is in its locked position in FIG.
Beim Steckvorgang wird der Steckverbinder 10 in die Steckverbinderbuchse 1 eingesteckt. Dabei rasten zwei gegenüberliegende Sperrbolzen 15 der Verriegelungsvorrichtung 2 der Steckverbinderbuchse 1 in zugeordneten Sperröffnungen 16 der Verriegelungskontur 9 des Steckverbinders 10 ein. Die Sperrbolzen 15 werden steckseitig bzw. steckerseitig über die U-förmige Greifhand 21 gesperrt. During the plugging process, the plug connector 10 is plugged into the plug connector socket 1. Two opposite locking pins 15 of the locking device 2 of the connector socket 1 snap into associated locking openings 16 of the locking contour 9 of the connector 10. The locking pins 15 are locked on the plug side or on the plug side via the U-shaped gripping hand 21.
Sobald eine Energieübertragung stattfindet, werden die Bolzen 15 zusätzlich anschlussseitig bzw. buchsenseitig durch die U-förmige Gabel 18 gesperrt, indem sie durch den Hubmagneten 20 in die Sperrposition (Figur 4) gefahren wird. Die optische Anzeigeeinheit leuchtet rot und signalisiert so, dass eine Spannung an der Steckverbindung anliegt und diese daher nicht getrennt werden darf. As soon as an energy transfer takes place, the bolts 15 are additionally blocked on the connection side or on the socket side by the U-shaped fork 18 by being moved into the blocking position (FIG. 4) by the lifting magnet 20. The optical display unit lights up red and signals that there is voltage on the plug connection and that it must therefore not be disconnected.
Die Position der Gabel kann über einen ersten Mikroschalter 24 von der Auswerteeinheit 5 registriert werden. Die offene oder geschlossene Stellung der Greifhand 21 kann entsprechend über einen zweiten Mikroschalter 25 von der Auswerteeinheit 5 registriert werden. The position of the fork can be registered by the evaluation unit 5 via a first microswitch 24. The open or closed position of the gripping hand 21 can accordingly be registered by the evaluation unit 5 via a second microswitch 25.
Im gesteckten Zustand erhält die Auswerteeinheit 5 der Steckverbinderbuchse 1 Informationen über den RFID-Tag des Steckverbinders 10. Die Auswerteeinheit 5 der Steckverbinderbuchse 1 überprüft kontinuierlich oder regelmäßig oder zumindest vor einem potentiellen Ziehen des Steckverbinders 10, ob die Steckverbindung spannungsfrei ist. Wenn keine Spannungsfreiheit besteht, wird die U- förmige Gabel nicht aus ihrer Sperrposition (Figur 4) herausgezogen bzw. herausgefahren. Die Anzeigeeinheit leuchtet in diesem Fall rot und zeigt dadurch an, dass die Steckverbindung nicht getrennt werden kann. When plugged in, the evaluation unit 5 of the connector socket 1 receives information about the RFID tag of the connector 10. The evaluation unit 5 of the connector socket 1 checks continuously or regularly, or at least before a potential pulling of the connector 10, whether the connector is de-energized. If there is no tension, the U-shaped fork is not pulled out of its locked position (Figure 4) or driven out. In this case, the display unit lights up red, indicating that the connector cannot be disconnected.
Wenn die Auswerteeinheit Spannungsfreiheit feststellt, wird die U-förmige Gabel 18 vom Hubmagneten 20 zurück in ihre Freigabeposition gefahren. Die Freigabeposition ist in Figur 5 dargestellt. Die optische Anzeigeeinheit leuchtet in diesem Fall grün. When the evaluation unit determines that there is no voltage, the U-shaped fork 18 is moved back into its release position by the lifting magnet 20. The release position is shown in FIG. In this case, the optical display unit lights up green.
Durch die im Steckverbinder 10 integrierte Entriegelungsmechanik kann nun auch die U-förmige Greifhand 21 geöffnet und dadurch in ihre Freigabeposition gebracht werden, die in Figur 5 dargestellt ist. Bei der Entriegelungsmechanik handelt es sich im Wesentlichen um einen Bolzen (nicht gezeigt), der in Richtung des Pfeils 23 auf den Federbereich der Greifhand 21 drückt, wodurch deren Schenkel 21a, 21b jeweils in Richtung der Pfeile 26, 26‘ bewegt werden und die Greifhand 21 dadurch geöffnet wird. Der Bolzen (nicht gezeigt) kann über einen außenseitigen Druckknopf (nicht gezeigt) am Steckverbinder 10 bewegt werden. By means of the unlocking mechanism integrated in the connector 10, the U-shaped gripping hand 21 can now also be opened and thereby brought into its release position, which is shown in FIG. The unlocking mechanism is essentially a bolt (not shown) which presses in the direction of the arrow 23 on the spring area of the gripping hand 21, whereby the legs 21a, 21b are moved in the direction of the arrows 26, 26 'and the gripping hand 21 is thereby opened. The bolt (not shown) can be moved via an outside push button (not shown) on the connector 10.
Erst wenn die U-förmige Gabel 18 (anschlussseitig) und die U-förmige Greifhand 21 (steckseitig) sich jeweils in ihrer Freigabeposition (Figur 5) befinden, kann die Steckverbindung getrennt, d.h. der Steckverbinder 10 aus der Steckverbinderbuchse 1 herausgezogen werden. Only when the U-shaped fork 18 (connection side) and the U-shaped gripping hand 21 (plug-in side) are each in their release position (Figure 5) can the plug connection be separated, i.e. the plug connector 10 can be pulled out of the plug connector socket 1.
Auch wenn in den Figuren verschiedene Aspekte oder Merkmale der Erfindung jeweils in Kombination gezeigt sind, ist für den Fachmann - soweit nicht anders angegeben - ersichtlich, dass die dargestellten und diskutierten Kombinationen nicht die einzig möglichen sind. Insbesondere können einander entsprechende Einheiten oder Merkmalskomplexe aus unterschiedlichen Ausführungsbeispielen miteinander ausgetauscht werden. Verriegelungsmechanismus für einen Hochstromsteckverbinder Even if various aspects or features of the invention are each shown in combination in the figures, it is clear to the person skilled in the art - unless stated otherwise - that the combinations shown and discussed are not the only possible ones. In particular, corresponding units or feature complexes from different exemplary embodiments can be exchanged with one another. Locking mechanism for a high-current connector
Bezugszeichenliste List of reference symbols
Steckverbinderbuchse Connector socket
Verriegelungsvorrichtung Locking device
Leistungskontaktelemente Power contact elements
Signalkontaktelemente Signal contact elements
Elektronische Auswerteeinheit Electronic evaluation unit
Öffnungen openings
Kabelverschraubung Cable gland
RFID-Tag RFID tag
Verriegelungskontur Locking contour
Steckverbinder Connectors
Gehäuse casing
Sperrelement Locking element
Basis Base
Feder feather
Sperrbolzen Locking pin
Sperröffnung Locking opening
Arretierschlitten Locking slide
Gabel fork
Doppelpfeil Double arrow
Flubmagnet Fly magnet
Greifhand a, 21b Schenkel Grasping hand a, 21b thigh
Feder feather
Pfeil arrow
Erster Mikroschalter Zweiter Mikroschalter Pfeil First microswitch Second microswitch arrow

Claims

Verriegelungsmechanismus für einen Hochstromsteckverbinder Ansprüche Locking mechanism for a high current connector claims
1. Steckverbinderbuchse (1 ) aufweisend eine Verriegelungsvorrichtung (2), welche einen Steckverbinder (10) im gesteckten Zustand an der Steckverbinderbuchse (1) verriegelt, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungsvorrichtung (2) zumindest teilweise innerhalb der Steckverbinderbuchse (1) angeordnet ist und steckseitig aus der Steckverbinderbuchse (1) zumindest teilweise herausragt. 1. Connector socket (1) having a locking device (2) which locks a connector (10) in the plugged state on the connector socket (1), characterized in that the locking device (2) is at least partially arranged within the connector socket (1) and on the plug side protrudes at least partially from the connector socket (1).
2. Steckverbinderbuchse (1) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Steckverbinderbuchse (1) ein Steckgesicht ausbildet und der aus der Steckverbinderbuchse (1) herausragende Teil der Verriegelungsvorrichtung (2) ein Bestandteil des Steckgesichts ist. 2. Connector socket (1) according to claim 1, characterized in that the connector socket (1) forms a mating face and the part of the locking device (2) protruding from the connector socket (1) is part of the mating face.
3. Steckverbinderbuchse (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Verriegelungsvorrichtung (2) um eine elektromechanische Verriegelungsvorrichtung handelt. 3. Connector socket (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the locking device (2) is an electromechanical locking device.
4. Steckverbinderbuchse (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungsvorrichtung (2) ein Sperrelement (12) aufweist, welches zumindest einen federgelagerten Sperrbolzen (15) aufweist, der in eine ihm zugeordnete Sperröffnung (16) des Steckverbinders (10) eingreift. 4. Connector socket (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the locking device (2) has a locking element (12) which has at least one spring-loaded locking pin (15) which is inserted into a locking opening (16) of the connector (10) assigned to it ) intervenes.
5. Steckverbinderbuchse (1) nach vorstehendem Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement (12) zwei entgegengesetzt zueinander ausgerichtete Sperrbolzen (15) aufweist. 5. Connector socket (1) according to the preceding claim, characterized in that the locking element (12) has two oppositely aligned locking pins (15).
6. Steckverbinderbuchse (1) nach vorstehendem Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrbolzen (15) jeweils an einer Basis (13, 13‘) angeformt sind, wobei die Basen (13, 13‘) komplementär zueinander ausgestaltet sind und über eine Feder (14) miteinander gekoppelt sind. 6. Connector socket (1) according to the preceding claim, characterized in that the locking pins (15) are each formed on a base (13, 13 '), wherein the bases (13, 13') are designed complementary to each other and via a spring (14 ) are coupled to each other.
7. Steckverbinderbuchse (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche 4-6 dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungsvorrichtung (2) einen bewegbaren Arretierschlitten (17) aufweist, der endseitig eine U-förmige Gabel (18) aufweist, welche das Sperrelement (12) blockiert und freigibt. 7. Connector socket (1) according to one of the preceding claims 4-6, characterized in that the locking device (2) has a movable locking slide (17) which has a U-shaped fork (18) at the end which blocks the locking element (12) and releases.
8. Steckverbinderbuchse (1) nach vorstehendem Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungsvorrichtung (2) einen Hubmagneten (20) aufweist, weicher den Arretierschlitten (17) bewegt. 8. Connector socket (1) according to the preceding claim, characterized in that the locking device (2) has a lifting magnet (20), which moves the locking slide (17).
9. Steckverbinderbuchse (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche 7-8 dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungsvorrichtung (2) einen ersten Mikroschalter (24) aufweist, welcher die Position des Arretierschlittens (17) erfasst. 9. Connector socket (1) according to one of the preceding claims 7-8, characterized in that the locking device (2) has a first microswitch (24) which detects the position of the locking slide (17).
10. Steckverbinderbuchse (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche 4-9 dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungsvorrichtung (2) eine U-förmige Greifhand (21) aufweist, welche das Sperrelement (12) blockiert und freigibt. 10. Connector socket (1) according to one of the preceding claims 4-9, characterized in that the locking device (2) has a U-shaped gripping hand (21) which blocks and releases the locking element (12).
11. Steckverbinderbuchse (1 ) nach vorstehendem Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass die U-förmige Greifhand (21) relativ zueinander bewegbare Schenkel (21a, 21b) aufweist. 11. Connector socket (1) according to the preceding claim, characterized in that the U-shaped gripping hand (21) has legs (21a, 21b) which can be moved relative to one another.
12. Steckverbinderbuchse (1) nach vorstehendem Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass die relativ zueinander bewegbaren Schenkel (21 a, 21 b) über eine Feder (22) miteinander gekoppelt sind. 12. Connector socket (1) according to the preceding claim, characterized in that the relatively movable legs (21 a, 21 b) are coupled to one another via a spring (22).
13. Steckverbinderbuchse (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche 10-12 dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungsvorrichtung (2) einen zweiten Mikroschalter (25) aufweist, welcher erfasst, ob sich die U-förmige Greifhand (21) in einer Sperrposition oder in einer Freigabeposition befindet. 13. Connector socket (1) according to one of the preceding claims 10-12, characterized in that the locking device (2) has a second microswitch (25) which detects whether the U-shaped gripping hand (21) is in a locked position or in a Release position is located.
14. Steckverbinderbuchse (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Steckverbinderbuchse (1) eine elektronische Auswerteeinheit (5) mit einer RFID-Antenne aufweist. 14. Connector socket (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the connector socket (1) has an electronic evaluation unit (5) with an RFID antenna.
15. Steckverbinder (10) zur Übertragung hoher Ströme und Signale, wobei der Steckverbinder (10) eine Verriegelungskontur (9) aufweist, in welche eine Verriegelungsvorrichtung (2) einer Steckverbinderbuchse (1) eingreifbar ist dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungskontur (9) steckseitig am Steckverbinder (10) angeordnet ist. 15. Connector (10) for transmitting high currents and signals, the connector (10) having a locking contour (9) into which a locking device (2) of a connector socket (1) can be engaged, characterized in that the locking contour (9) is on the plug side is arranged on the connector (10).
16. Steckverbinder (10) nach vorstehendem Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass der Steckverbinder (10) ein Steckgesicht ausbildet und die Verriegelungskontur (9) ein Teil des Steckgesichts ist. 16. Connector (10) according to the preceding claim, characterized in that the connector (10) forms a mating face and the locking contour (9) is part of the mating face.
17. Steckverbinder (10) nach einem der beiden vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Steckverbinder (10) einen RFID-Tag (8) aufweist. 17. Connector (10) according to one of the two preceding claims, characterized in that the connector (10) has an RFID tag (8).
18. Steckverbinder (10) nach einem der beiden vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Steckverbinder (10) eine visuelle Anzeigeeinheit aufweist, welche einen Steckstatus anzeigt. 18. Connector (10) according to one of the two preceding claims, characterized in that the connector (10) has a visual display unit which displays a plug-in status.
19. Steckverbinder (10) nach vorstehendem Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass die visuelle Anzeigeeinheit eine LED-Leuchteinheit ist. 19. Connector (10) according to the preceding claim, characterized in that the visual display unit is an LED lighting unit.
20. System bestehend aus einer Steckverbinderbuchse (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 14 und einem Steckverbinder (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche 15 bis 19. 20. System consisting of a connector socket (1) according to one of the preceding claims 1 to 14 and a connector (10) according to one of the preceding claims 15 to 19.
21. System nach vorstehendem Anspruch und nach Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, dass der Steckverbinder (10) eine Entriegelungsmechanik aufweist mit welcher die U-förmige Greifhand (21) der Verriegelungsvorrichtung (2) geöffnet wird und das mechanische Sperrelement (12) dadurch freigibt. 21. System according to the preceding claim and according to claim 10, characterized in that the connector (10) has an unlocking mechanism with which the U-shaped gripping hand (21) of the locking device (2) is opened and the mechanical locking element (12) thereby releases.
22. Verfahren zum Trennen einer Steckverbindung zwischen einer Steckverbinderbuchse (1) und einem Steckverbinder (10), wobei im gesteckten Zustand zumindest ein Sperrbolzen (15) der Verriegelungsvorrichtung (2) der Buchse (1) in eine zugeordnete Sperröffnung (16) der Verriegelungskontur (9) des Steckverbinders (10) eingerastet ist, wobei der zumindest eine Sperrbolzen (15) steckseitig über eine U-förmige Greifhand (21) gesperrt wird und wobei, sofern eine Energieübertragung stattfindet, der zumindest eine Sperrbolzen (15) zusätzlich anschlussseitig durch die U-förmige Gabel (18) gesperrt wird, wobei die Auswerteeinheit (5) der Steckverbinderbuchse (1 ) vor einem möglichen Herausziehen des Steckverbinders (10) zunächst überprüft, ob die Steckverbindung spannungsfrei ist und erst wenn eine Spannungsfreiheit besteht, wird die U-förmige Gabel (18) in ihre Freigabeposition gebracht, wobei die U-förmige Greifhand (21) durch eine im Steckverbinder (10) integrierte Entriegelungsmechanik ebenfalls in ihre Freigabeposition gebracht wird und wobei die Steckverbindung anschließend getrennt wird, indem der Steckverbinder (10) aus der Steckverbinderbuchse (1) gezogen wird. 22. A method for separating a plug connection between a connector socket (1) and a connector (10), wherein in the plugged-in state at least one locking pin (15) of the locking device (2) of the socket (1) into an associated locking opening (16) of the locking contour ( 9) of the connector (10) is engaged, the at least one locking pin (15) being locked on the plug-in side via a U-shaped gripping hand (21) and, if energy transfer takes place, the at least one locking pin (15) is additionally locked on the connection side by the U -shaped fork (18) is blocked, the evaluation unit (5) of the connector socket (1) first checking whether the connector (10) is de-energized and only when there is no voltage, the U-shaped fork is (18) brought into its release position, the U-shaped gripping hand (21) also being provided by an unlocking mechanism integrated in the connector (10) lls is brought into its release position and the plug connection is then separated by pulling the plug connector (10) out of the plug connector socket (1).
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