LU501224B1

LU501224B1 - Steckverbinder mit einem ersten und einem zweiten Sensorelement zur Erfassung eines Kriechstroms, Anordnung mit zwei Steckverbindern und Verfahren zur Erkennung eines Kriechstroms in einem Steckverbinder

Info

Publication number: LU501224B1
Application number: LU501224A
Authority: LU
Inventors: Elmar Schaper
Original assignee: Phoenix Contact Gmbh & Co
Priority date: 2022-01-10
Filing date: 2022-01-10
Publication date: 2023-07-10
Also published as: WO2023131602A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder (100, 200) zur Ausbildung einer Steckverbindung in einer Steckrichtung (X), um elektrische Energie und/oder elektrische Signale zu übertragen, wobei der Steckverbinder (100, 200) ein Isolierstoffgehäuse (101, 201) mit einem Steckabschnitt (102, 202) aufweist, in welchem zur Bildung eines Steckgesichts (103, 203) zumindest ein erstes Kontaktelement (111, 211) und zumindest ein zweites Kontaktelement (112, 212) aufgenommen ist, wobei das zumindest eine erste Kontaktelement (111, 211) und das zumindest eine zweite Kontaktelement (112, 212) voneinander beabstandet angeordnet sind, wobei zwischen dem zumindest einen ersten Kontaktelement (111, 211) und dem zumindest einen zweiten Kontaktelement (112, 212) zumindest ein erstes Sensorelement (121, 221) und zumindest ein zweites Sensorelement (122, 222) in dem Isolierstoffgehäuse (101, 201) derart angeordnet und konfiguriert sind, einen Kriechstrom (KS) zwischen dem zumindest einen ersten Kontaktelement (111, 211) und dem zumindest einen ersten Sensorelement (121, 221), und/oder einen Kriechstrom (KS) zwischen dem zumindest einen zweiten Kontaktelement (112, 212) und dem zumindest einen zweiten Sensorelement (122, 222) zu erfassen. Die Erfindung betrifft ferner eine Anordnung (300) mit einem ersten Steckverbinder (100) als Ladestecker und mit einem zweiten Steckverbinder (200) als Ladesteckdose sowie ein Verfahren zur Erkennung eines Kriechstroms (KS) in einem Steckverbinder (100, 200).

Description

Steckverbinder mit einem ersten und einem zweiten Sensorelement zur Erfassung eines LU501224

Kriechstroms, Anordnung mit zwei Steckverbindern und Verfahren zur Erkennung eines

Kriechstroms in einem Steckverbinder

Die vorliegende Erfindung liegt auf dem Gebiet der Elektromobilität und betrifft einen

Steckverbinder, welcher als Ladesteckdose für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug und/oder welcher als Ladestecker für eine Ladesäule zur Übertragung elektrischer Energie und/oder elektrischer Signale ausgebildet ist. Der Steckverbinder weist zumindest ein erstes und ein zweites

Sensorelement zur Erfassung eines Kriechstroms zwischen zumindest einem ersten

Kontaktelement und zumindest einem zweiten Kontaktelement auf, um eine Überwachung der

Isolationsfestigkeit des Steckverbinders gewährleisten und vor allem Isolationsfehler erkennen zu können. Die Erfindung betrifft ferner eine Anordnung mit zwei Steckverbindern und ein Verfahren zur Erkennung eines Kriechstroms in einem Steckverbinder.

Im Bereich der Elektromobilität wird im Rahmen des Ladevorgangs von Akkumulatoren eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs (Elektrofahrzeugs) in der Regel ein standardisierter

Steckverbinder in Form eines Ladesteckers zur Ausbildung einer Steckverbindung mit einem standardisierten Steckverbinder in Form einer Ladesteckdose verwendet. Die jeweiligen

Steckverbinder können beispielsweise nach der Norm IEC 62196-3-1 spezifiziert sein, welche ferner

Gleichstrom-Ladevorgänge für Elektrofahrzeuge mit einem Pilotkontaktelement und einem

Kontrollkontaktelement betrifft. Um entsprechende Kompatibilität zur Ausbildung einer

Steckverbindung zu gewährleisten, sind Anforderungen an die geometrischen Abmessungen der

Steckverbinder, vor allem in Bezug auf das Steckgesicht, normiert und standardisiert. Zudem werden Umweltanforderungen, Luftstrecken, Kriechstrecken und Überspannungskategorien in

Normen und Spezifikationen festgelegt.

Isolationsfestigkeiten an elektrischen Komponenten und Bauteilen aus Isolierstoffen werden bei geerdeten Netzen beispielsweise mit Hilfe von Überwachungseinrichtungen geprüft. Allerdings existieren beispielsweise bislang keine Lösungen zur Erfassung von Isolationsfehlern zwischen den

Potentialen am Minuspol und am Pluspol in Verbindung mit Gleichstrom-Ladesystemen für

Elektrofahrzeuge, wohingegen ein Leitungsschutz gefordert wird und vom Hersteller des

Ladesystems angegeben werden muss.

Aus dem Stand der Technik sind Vorrichtungen zur Erfassung von Isolationsfehlern und damit in

Zusammenhang stehenden Kriechströmen bekannt.

Aus der internationalen Patentanmeldung Nr. WO 2020/114593 A1 ist eine Vorrichtung zum

Messen des so genannten Leckstroms mit Hilfe von zwei Elektroden bekannt, wobei die Elektroden in einem Leckstrompfad angeordnet sind. Ein Energiespeicher in Form eines Kondensators ist mit den Elektroden elektrisch verbunden, sodass er durch den Leckstrom aufgeladen werden kann.

Sobald ein vorbestimmter Spannungswert erreicht ist oder überschritten wird, sendet ein

Funkmodul, welches wiederum mit dem Energiespeicher verbunden ist, ein entsprechendes

Funksignal.

Die deutsche Offenlegungsschrift Nr. DE4100586 A1 betrifft eine Hochspannungs-

Gleichspannungsanlage mit einem mit Gleichspannung beaufschlagten Aktivteil, welches mittels eines Isolierteils gegenüber auf niedrigerem Potential liegenden Anlagenteilen abgestützt ist. Das

Aktivteil wird über das Isolierteil und eine geerdete Metallkapselung abgestützt. Eine Elektrode ist auf dem Isolierteil aufgebracht oder darin integriert, um Leckstrôme von dem Aktivteil entlang der

Oberfläche des Isolierteils zu erfassen. Treten bei der Hochspannungs-Gleichspannungsanlage

Leckstrôme entlang der Oberfläche des Isolierteils auf, so fließen diese vom Aktivteil über das

Isolierteil in die Elektrode und von dort durch einen Leiter, ein Detektionsnetzwerk und durch einen weiteren Leiter zum niedrigeren Potential der Metallkapselung. Sobald die Leckstrôme kritische

Werte erreichen, wird im Detektionsnetzwerk ein Signal initiiert, vorzugsweise ein Lichtsignal, welches entweder für eine Direktanzeige verwendet oder durch den Signalausgang in eine

Auswerteeinheit geschickt wird.

Zum weiteren Stand der Technik wird auf die veröffentlichten Druckschriften WO 2004/089207 A1,

DE 10 2013 220 178 A1, DE 102008 022 373 A1 und EP 2115398 B1, DE 10 2018 130 830 B3, — NL7309539, DE 10 2015 200 203 Al und DE 10 2010 042 394 A1 hingewiesen.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Steckverbinder zur Übertragung elektrischer Energie und/oder elektrischer Signale, vorzugsweise für einen Ladevorgang eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs (Elektrofahrzeugs), bereitzustellen, bei welchem jeweils eine

Überwachung der Isolationsfestigkeit und vor allem eine Erfassung von Isolationsfehlern, vorzugsweise zwischen Kontaktelementen zur Übertragung elektrischer Energie in Form von

Gleichstrom, gewährleistet ist. Ferner ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine

Anordnung mit zwei Steckverbindern und ein Verfahren zur Erkennung eines Kriechstroms in einem

Steckverbinder bereitzustellen.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1, 13 und 14 gelöst. Weitere LU501224

Ausführungsbeispiele und Anwendungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und werden in der folgenden Beschreibung unter teilweiser Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert.

Die Erfindung betrifft nach einem ersten allgemeinen Gesichtspunkt einen Steckverbinder zur

Ausbildung einer Steckverbindung im Wesentlichen in einer Steckrichtung, um elektrische Energie und/oder elektrische Signale zu übertragen, wobei der Steckverbinder ein Isolierstoffgehäuse mit einem Steckabschnitt aufweist, in welchem zur Bildung eines Steckgesichts zumindest ein erstes

Kontaktelement und zumindest ein zweites Kontaktelement aufgenommen ist, wobei das zumindest eine erste Kontaktelement und das zumindest eine zweite Kontaktelement voneinander beabstandet angeordnet sind, wobei zwischen dem zumindest einen ersten Kontaktelement und dem zumindest einen zweiten Kontaktelement zumindest ein erstes Sensorelement und zumindest ein zweites Sensorelement in dem Isolierstoffgehäuse derart angeordnet und konfiguriert sind, einen Kriechstrom zwischen dem zumindest einen ersten Kontaktelement und dem zumindest einen ersten Sensorelement, und/oder einen Kriechstrom zwischen dem zumindest einen zweiten

Kontaktelement und dem zumindest einen zweiten Sensorelement zu erfassen.

Das zumindest eine erste Kontaktelement und das zumindest eine zweite Kontaktelement ist vorzugsweise jeweils als ein Lastkontaktelement zur Übertragung elektrischer Energie ausgebildet.

Der Steckverbinder gemäß der vorliegenden Erfindung kann als Ladestecker und/oder als

Ladesteckdose ausgebildet sein, welche zur Ausbildung einer Steckverbindung miteinander konfiguriert sind.

Mit der vorliegenden Erfindung wird beispielsweise ein Steckverbinder bereitgestellt, bei welchem

Schäden und vor allem Gefahren durch entstehende Kriechstrôme vermieden werden kônnen.

Ferner kann bei dem Steckverbinder gemäß der vorliegenden Erfindung ein Eintritt und/oder ein

Vorhandensein eines Mediums, vorzugsweise eines elektrisch leitenden flüssigen Mediums, erkannt und entsprechende Maßnahmen ergriffen werden, beispielsweise die Einleitung einer

Abschaltung des Ladevorgangs eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs (Elektrofahrzeugs).

Somit kann beispielsweise das Eindringen von Wasser durch einen Bruch oder Riss des

Isolierstoffgehäuses des Steckverbinders erkannt werden. Ebenso kann dadurch beispielsweise auch ein Eindringen von Weichtieren und sonstigen Fremdkörpern erkannt werden.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass das zumindest eine erste Sensorelement und das zumindest eine zweite Sensorelement voneinander beabstandet angeordnet sind, und dass das zumindest eine erste Sensorelement dem zumindest einen ersten Kontaktelement zugeordnet ist, um eine Kanalisierung des Kriechstroms an einer

Oberfläche des Isolierstoffgehäuses herbeizuführen, und/oder dass das zumindest eine zweite

Sensorelement dem zumindest einen zweiten Kontaktelement zugeordnet ist, um eine

Kanalisierung des Kriechstroms an einer Oberfläche des Isolierstoffgehäuses herbeizuführen.

Dadurch kann ein Auftreten eines Kriechstroms an der Oberfläche des Isolierstoffs zwischen dem zumindest einen ersten Kontaktelement und dem zumindest einen zweiten Kontaktelement optimal erfasst werden.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das zumindest eine erste Sensorelement und/oder das zumindest eine zweite Sensorelement zumindest abschnittsweise in einem Wandabschnitt des Isolierstoffgehäuses, vorzugsweise zur Begrenzung des Steckabschnitts in der Steckrichtung und/oder vorzugsweise an einer Engstelle, zwischen dem zumindest einen ersten Kontaktelement und dem zumindest einen zweiten Kontaktelement integriert ist, vorzugsweise stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig integriert ist, wobei sich der

Wandabschnitt zumindest abschnittsweise im Wesentlichen in der Steckrichtung und/oder im

Wesentlichen senkrecht zu der Steckrichtung erstreckt.

Der Wandabschnitt kann ein Seitenwandabschnitt im Inneren des Steckabschnitts sein und ferner zum Halten oder zum Tragen des zumindest einen ersten Kontaktelements und des zumindest einen zweiten Kontaktelements ausgebildet sein. Es ist auch möglich, dass sich der Wandabschnitt im Wesentlichen in der Steckrichtung zumindest abschnittsweise erstreckt und zwischen dem zumindest einen ersten Kontaktelement und dem zumindest einen zweiten Kontaktelement angeordnet ist.

Es ist möglich, dass das zumindest eine erste Sensorelement und/oder das zumindest eine zweite

Sensorelement ausgebildet ist und derart in dem Wandabschnitt integriert ist, dass der

Wandabschnitt und das zumindest eine erste Sensorelement und/oder das zumindest eine zweite

Sensorelement zumindest eine im Wesentlichen ebene Stirnfläche bilden, welche vorzugsweise im

Wesentlichen senkrecht zu der Steckrichtung ausgerichtet ist und/oder welche vorzugsweise den

Steckabschnitt in der Steckrichtung begrenzt.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das zumindest eine erste Sensorelement und/oder das zumindest eine zweite Sensorelement im Wesentlichen plattenförmig ausgebildet ist und/oder im Wesentlichen flach ausgebildet ist und/oder 5 vorzugsweise zur Bildung einer im Wesentlichen ebenen Stirnfläche an einem Wandabschnitt des

Isolierstoffgehäuses im Wesentlichen bündig anschließt.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann vorgesehen sein, dass sich das zumindest eine erste Sensorelement und/oder das zumindest eine zweite Sensorelement, vorzugsweise im

Wesentlichen in der Steckrichtung, zumindest durch den Wandabschnitt hindurch erstreckt, und/oder sich vorzugsweise in den Steckabschnitt zumindest abschnittsweise erstreckt, und/oder dass das zumindest eine erste Sensorelement und/oder das zumindest eine zweite Sensorelement zumindest abschnittsweise im Wesentlichen zylinderförmig oder im Wesentlichen stiftförmig oder im Wesentlichen lanzenförmig ausgebildet ist.

Es ist möglich, dass das zumindest eine erste Sensorelement und das zumindest eine zweite

Sensorelement jeweils zumindest eine Elektrode umfasst oder jeweils als eine Elektrode ausgebildet ist.

Die Elektrode kann aus einem elektrisch gut leitenden Werkstoff, vorzugsweise einem metallischen

Werkstoff, ausgebildet sein. Vorzugsweise weist die Elektrode eine sehr niedrige Impedanz und/oder einen sehr niedrigen Widerstandswert auf, zum Beispiel kleiner als 1 Ohm.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das zumindest eine erste Sensorelement und das zumindest eine zweite Sensorelement miteinander verbunden sind, vorzugsweise außerhalb des Steckabschnitts miteinander verbunden sind, um einen

Querstrom, welcher vorzugsweise aus einem Kriechstrom resultiert, zwischen dem zumindest einen ersten Sensorelement und dem zumindest einen zweiten Sensorelement zu erfassen.

Sensorelement mit einer Überwachungseinheit verbunden ist, wobei die Überwachungseinheit konfiguriert ist, einen an dem zumindest einen ersten Sensorelement und/oder einen an dem zumindest einen zweiten Sensorelement anliegenden Kriechstrom auszuwerten.

Die Überwachungseinheit kann zumindest ein Strommesselement, vorzugsweise in Form eines Hall- LU501224

Sondenelements umfassen, wobei das zumindest eine Strommesselement vorzugsweise konfiguriert ist, zumindest eine Stromstärke des erfassten Kriechstroms zu messen.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die

Überwachungseinheit zumindest ein Vergleichselement umfasst, wobei das zumindest eine

Vergleichselement konfiguriert ist, einen an dem zumindest einen ersten Sensorelement und/oder einen an dem zumindest einen zweiten Sensorelement erfassten Kriechstrom mit einem

Referenzstrom, vorzugsweise mit einem vorbestimmten oder mit einem vordefinierten

Referenzstrom, zu vergleichen und vorzugsweise eine Abschaltung der Übertragung elektrischer

Energie über den Steckverbinder zu initialisieren.

Es ist môglich, dass das Isolierstoffgehäuse zur Trockenlegung des zumindest einen ersten

Kontaktelements und des zumindest einen zweiten Kontaktelements zumindest ein

Abführelement, vorzugsweise jeweils ein Abführelement, aufweist, und das zumindest eine

Abführelement, vorzugsweise das jeweilige Abführelement, derart in dem Isolierstoffgehäuse angeordnet und konfiguriert ist, ein im Steckabschnitt befindliches Medium, vorzugsweise fliefsbares oder giefsbares Medium, aus dem Steckabschnitt abzuführen.

Die Erfindung betrifft nach einem zweiten allgemeinen Gesichtspunkt eine Anordnung zur

Ausbildung einer Steckverbindung, um elektrische Energie und/oder elektrische Signale zu übertragen, umfassend einen ersten Steckverbinder wie hierin offenbart, wobei der erste

Steckverbinder als Ladestecker ausgebildet ist, und einen zweiten Steckverbinder wie hierin offenbart, wobei der zweite Steckverbinder als Ladesteckdose ausgebildet ist, und vorzugsweise bei Ausbildung der Steckverbindung das zumindest eine erste Sensorelement des ersten

Steckverbinders das zumindest eine erste Sensorelement des zweiten Steckverbinders und das zumindest eine zweite Sensorelement des ersten Steckverbinders das zumindest eine zweite

Sensorelement des zweiten Steckverbinders kontaktiert, vorzugsweise über ein Federelement.

Es ist möglich, dass der erste Steckverbinder in Form des Ladesteckers das Federelement, vorzugsweise genau ein Federelement, aufweist. Zusätzlich oder alternativ ist es möglich, dass der zweite Steckverbinder in Form der Ladesteckdose das Federelement, vorzugsweise genau ein

Federelement, aufweist. Das Federelement kann zumindest abschnittsweise in dem Steckabschnitt, vorzugsweise zwischen dem zumindest einen ersten Kontaktelement und dem zumindest einen zweiten Kontaktelement angeordnet sein. Es ist möglich, dass das Federelement zumindest abschnittsweise in dem Wandabschnitt des Isolierstoffgehäuses, vorzugsweise zur Begrenzung des LU501224

Steckabschnitts in der Steckrichtung und/oder vorzugsweise an einer Engstelle, zwischen dem zumindest einen ersten Kontaktelement und dem zumindest einen zweiten Kontaktelement integriert ist. Das Federelement kann mit dem zumindest einen ersten Sensorelement und/oder mit dem zumindest einen zweiten Sensorelement verbunden sein.

Es ist auch môglich, dass das zumindest eine erste Sensorelement und/oder das zumindest eine zweite Sensorelement zumindest abschnittsweise als Federelement ausgebildet ist und/oder zumindest abschnittsweise ein Federelement umfasst. Das Federelement kann sich vorzugsweise zumindest abschnittsweise im Wesentlichen in der Steckrichtung in dem Steckabschnitt erstrecken.

Damit kann beispielsweise im Weiterem gewährleistet werden, dass mittels des ersten

Steckverbinders in Form des Ladesteckers auch der zweite Steckverbinder in Form der

Ladesteckdose hinsichtlich der Ausbildung von Leckstrômen oder Kriechstrômen überwacht werden kann und umgekehrt.

Die Erfindung betrifft nach einem dritten allgemeinen Gesichtspunkt ein Verfahren zur Erkennung eines Kriechstroms in einem Steckverbinder, wobei der Steckverbinder wie hierin offenbart konfiguriert ist, wobei ein Kriechstrom durch zumindest ein erstes Sensorelement und/oder durch zumindest ein zweites Sensorelement erfasst wird; der erfasste Kriechstrom in einer

Überwachungseinheit mit einem Referenzstrom, vorzugsweise mit einem vorbestimmten oder mit einem vordefinierten Referenzstrom, verglichen wird, und zumindest eine Abschaltung der

Übertragung elektrischer Energie initialisiert wird, sobald der erfasste Kriechstrom den

Referenzstrom überschreitet. Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung kann vorzugsweise unter anderem mit der Überwachungseinheit ausgeführt werden, welche hierzu konfiguriert ist und entsprechende Komponenten und Elemente, wie hierin offenbart, aufweist.

Zur Vermeidung von Wiederholungen sollen rein auf die Vorrichtung des erfindungsgemäßen

Steckverbinders gerichtete und/oder damit in Zusammenhang offenbarte Merkmale auch als verfahrensgemäß offenbart gelten und beanspruchbar sein und umgekehrt.

Die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele und Merkmale der vorliegenden Erfindung sind beliebig miteinander kombinierbar. Weitere oder andere Einzelheiten und vorteilhafte Wirkungen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1A ein Steckgesicht mit einem Steckabschnitt eines Ausführungsbeispiels des Steckverbinders gemäß der vorliegenden Erfindung als Ladestecker in einer perspektivischen Ansicht;

Fig. 1B den Steckverbinder aus Figur 1A in einer schematischen Darstellung;

Fig. 2A ein Steckgesicht mit einem Steckabschnitt eines Ausführungsbeispiels des Steckverbinders gemäß der vorliegenden Erfindung als Ladesteckdose in einer Frontansicht;

Fig. 2B den Steckverbinder aus Figur 2A in einer schematischen Darstellung;

Fig. 3 den Steckverbinder aus den Figuren 1A und 1B und den Steckverbinder aus den Figuren 2A und 2B bei zumindest teilweiser Ausbildung einer Steckverbindung in einer schematischen

Darstellung;

Fig.4 ein Ersatzschaltbild des Steckverbinders aus den Figuren 1A und 1B mit einer

Überwachungseinheit.

Gleiche oder funktional äquivalente Komponenten oder Elemente sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet. Zu deren Erläuterung wird teilweise auch auf die

Beschreibung anderer Ausführungsbeispiele und/oder Figuren verwiesen, um Wiederholungen zu vermeiden.

Die folgende detaillierte Beschreibung der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele dient zur näheren Veranschaulichung oder Verdeutlichung und soll den Umfang der vorliegenden

Erfindung in keiner Weise beschränken.

Figur 1A zeigt in einer perspektivischen Ansicht ein Steckgesicht 103 mit einem Steckabschnitt 102 eines Ausführungsbeispiels eines Steckverbinders 100 gemäß der vorliegenden Erfindung als

Ladestecker. Der Steckverbinder 100 ist als Ladestecker zur Ausbildung einer Steckverbindung mit einem Steckverbinder 200 gemäß der vorliegenden Erfindung als Ladesteckdose (siehe hierzu

Figuren 2A bis 3) im Wesentlichen in der Steckrichtung X konfiguriert, um elektrische Energie und/oder elektrische Signale zu übertragen. Der Steckverbinder 100, 200 ist somit in einem

Ausführungsbeispiel als Ladestecker 100 konfiguriert und in einem weiteren Ausführungsbeispiel LU501224 als Ladesteckdose 200 für ein Elektrofahrzeug oder als Ladesteckdose 200 eines Elektrofahrzeugs konfiguriert.

Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist in Figur 1A ein Griffelement des Steckverbinders 100 zur

Handhabung sowie ein Anschlussabschnitt des Steckverbinders 100 für ein Ladekabel zur

Verbindung mit einer Ladesäule einer Ladestation nicht gezeigt. Der Steckverbinder 100 ist vorzugsweise über ein Ladekabel mit einer Ladesäule einer Ladestation fest verbunden, wobei die

Ladesäule elektrische Energie zum Laden von Akkumulatoren elektrisch antreibbarer Fahrzeuge (Elektrofahrzeuge) bereitstellt.

Der Steckverbinder 100 in Figur 1A ist vorzugsweise nach der Norm IEC 62196-3 spezifiziert oder basiert vorzugsweise zumindest teilweise auf den Anforderungen der Norm IEC 62196-3. Mit anderen Worten kann der Steckverbinder 100 nach dem Combined Charging System- (CCS-)

Stecker-System-Standard als so genannter Combo-2-Ladesteckverbinder ausgebildet und/oder spezifiziert sein. Es ist alternativ möglich, dass der Steckverbinder 100 nach einem anderen

Standard oder nach einer anderen Norm oder nach einer anderen Spezifikation, beispielsweise nach dem „CHAdeMO-Standard“ oder nach der ,Chaoli stacked-Spezifikation“, ausgebildet und/oder spezifiziert ist.

Der Steckverbinder 100 umfasst ein Isolierstoffgehäuse 101, das heißt ein Gehäuse aus einem isolierenden Werkstoff mit inhärenten elektrischen Isoliereigenschaften. Der Steckabschnitt 102 ist

Bestandteil des Isolierstoffgehäuses 101. Eine Stirnseite des Steckabschnitts 102, vorzugsweise in der Steckrichtung X, dient zur Bildung des Steckgesichts 103 des Steckverbinders 100. Das

Isolierstoffgehäuse 101 kann mehrteilig ausgebildet sein. Das Isolierstoffgehäuse 101 kann beispielsweise durch zumindest einen Gießvorgang und/oder durch zumindest einen Spritzvorgang mit einem Isolierstoff hergestellt sein.

Der Steckverbinder 100 dient vorzugsweise zum Laden von Akkumulatoren von Elektrofahrzeugen mittels Gleichstrom und umfasst hierzu ein erstes Kontaktelement 111 und ein zweites

Kontaktelement 112. Eine an den Kontaktelementen 111 und 112 anliegende Ladespannung während eines Ladevorgangs kann beispielsweise in einem Bereich von 400 V bis 800 V liegen und ist daher relativ hoch.

Das erste Kontaktelement 111 und das zweite Kontaktelement 112 ist jeweils als LU501224

Lastkontaktelement konfiguriert und zumindest abschnittsweise im Wesentlichen hülsenfôrmig ausgebildet, um jeweils ein komplementäres, das heißt ein entsprechend konfiguriertes und ausgebildetes Kontaktelement 211, 212 eines Steckverbinders 200 (siehe hierzu Figuren 2A bis 3) mechanisch zumindest formschlüssig und/oder zumindest teilweise kraftschlüssig bei Ausbildung einer Steckverbindung zwischen dem Steckverbinder 100 als Ladestecker und dem Steckverbinder 200 als Ladesteckdose im Wesentlichen in der Steckrichtung X aufzunehmen. Sowohl das erste

Kontaktelement 111 als auch das zweite Kontaktelement 112 ist jeweils von einer Isolierstoffhülse 107 und 108 und somit einer Hülse aus isolierendem Werkstoff umgeben oder ummantelt. Das erste Kontaktelement 111 und das zweite Kontaktelement 112 sind in dem Steckabschnitt 102 aufgenommen und voneinander beabstandet angeordnet. Der Abstand zwischen dem ersten

Kontaktelement 111 und dem zweiten Kontaktelement 112 ist in Figur 1A mit dem Bezugszeichen

D gekennzeichnet.

Wände und/oder Wandabschnitte des Steckabschnitts 102, vorzugsweise umfassend die

Isolierstoffhülsen 107 und 108, sind vorzugsweise integral einstückig ausgebildet. Es ist allerdings beispielsweise alternativ möglich, dass die Isolierstoffhülsen 107 und 108 zum Schutz der

Kontaktelemente 111 und 112 als Einzelteile, das heißt als einzeln hergestellte Komponenten oder

Elemente, in entsprechende Wandabschnitte des Steckabschnitts 102 und somit des

Isolierstoffgehäuses 101 beispielsweise geschraubt sind.

Der Steckverbinder 100 umfasst die weiteren Kontaktelemente 113 bis 115, welche in einem weiteren Bereich des Steckabschnitts 102 in entsprechenden Isolierstoffhülsen (in Figur 1A nicht näher gekennzeichnet) aufgenommen oder angeordnet sind und nachfolgend nur kurz beschrieben werden. Das Kontaktelement 113 dient als Schutzkontaktelement (so genanntes PE-

Kontaktelement). Die Kontaktelemente 114 und 115 dienen zur Übertragung elektrischer Signale zwischen einer Ladesäule und einem Elektrofahrzeug über den Steckverbinder im Zuge eines

Ladevorgangs. Das Kontaktelement 114 stellt den so genannten Pilotkontakt (Control Pilot/CP) und das Kontaktelement 115 den so genannten Proximity-Schalter (Proximity Pilot/PP) dar und dienen mit anderen Worten zur Kommunikation zwischen der Ladesäule und dem Elektrofahrzeug im Zuge des Ladevorgangs.

Der Ladestecker 100 umfasst weitere Komponenten und Elemente, auf welche vor dem

Hintergrund der vorliegenden Erfindung nachfolgend näher eingegangen wird.

Figur 1B zeigt den Steckverbinder 100 aus Figur 1A in einer schematischen Darstellung. Die LU501224

Darstellung in Figur 1B fokussiert sich vorzugsweise auf die Kontaktelemente 111 und 112 des

Steckverbinders 100, welche, wie bereits beschrieben, als Lastkontaktelemente elektrische Energie übertragen. Aus der Darstellung in Figur 1B ergibt sich anschaulich, dass die Kontaktelemente 111 und 112 zumindest abschnittsweise in den Isolierstoffhülsen 107 und 108 aufgenommen oder angeordnet sind.

Aufgrund der auftretenden relativ hohen elektrischen Spannungen und der entsprechenden

Anordnung der Kontaktelemente 111 und 112 in dem Isolierstoffgehäuse 101, genauer gesagt in dem Steckabschnitt 102 des Isolierstoffgehäuses 101, kônnen beim Betrieb des Steckverbinders 100 entlang einer Strecke an Oberflächen des Isolierstoffs so genannte Kriechstrôme KS auftreten.

Eine solche Strecke wird auch als so genannte Kriechstrecke bezeichnet und stellt vorzugsweise die kürzeste Entfernung entlang von Oberflächen des Isolierstoffs zwischen leitenden Elementen, hier zwischen den Kontaktelementen 111 und 112, dar.

Derartige Kriechstrôme KS können sowohl für den Steckverbinder 100 als Ladestecker, den

Steckverbinder 200 als Ladesteckdose und somit für ein Elektrofahrzeug im Zuge eines

Ladevorgangs, als auch für einen Anwender des Steckverbinders 100 als Ladestecker im Zuge der

Handhabung gefährlich sein. Um vor allem Anwender vor den Auswirkungen elektrischer

Betriebsspannungen zu schützen, welche an den Kontaktelementen 111 und 112 anliegen, ist eine ausreichende Bemessung von Kriechstrecken und im Weiteren auch von so genannten Luftstrecken erforderlich. Eine Luftstrecke ist vorzugsweise die kürzeste Entfernung in Luft zwischen zwei leitenden Elementen, hier zwischen den Kontaktelementen 111 und 112.

Kriechströme KS resultieren vor allem durch eine Änderung der Isolationseigenschaften des

Isolierstoffs. Derartige Änderungen werden häufig durch entsprechende Umgebungsbedingungen, bei welchen der Steckverbinder 100 betrieben wird, hervorgerufen. So begünstigt beispielsweise

Feuchtigkeit, Staub und/oder Schmutz innerhalb des Steckabschnitts 102 die Bildung von

Kriechströmen an Oberflächen des Isolierstoffs. An dem Isolierstoff treten sodann so genannte

Isolationsfehler auf, die Isolationsfestigkeit wird somit herabgesetzt. Im Fall des Steckverbinders 100 geschieht dies vor allem zwischen den Ladeleitungen, das heißt den Kontaktelementen 111 und 112.

Figur 1B zeigt beispielhaft und schematisch den Verlauf, das heißt die Kriechstrecke, entlang welcher ein Kriechstrom KS mit entsprechender elektrischer Spannung von dem ersten

Kontaktelement 111 in Richtung des zweiten Kontaktelements 112 (oder umgekehrt, je nach LU501224 elektrischer Polung oder Polarität der Kontaktelemente 111 und 112) wandert.

Um die Ausbildung eines derartigen, mitunter gefährlichen Zustands zu vermeiden, umfasst der

Steckverbinder 100 gemäß der vorliegenden Erfindung ein erstes Sensorelement 121 und ein zweites Sensorelement 122, welche in dem Isolierstoffgehäuse 101 derart angeordnet und konfiguriert sind, den Kriechstrom KS zwischen dem ersten Kontaktelement 111 und dem zweiten

Kontaktelement 112 zumindest zu erfassen. Das erste Sensorelement 121 und das zweite

Sensorelement 122 ist vorzugsweise (räumlich) zwischen dem ersten Kontaktelement 111 und dem zweiten Kontaktelement 112 angeordnet. Ferner sind das erste Sensorelement 121 und das zweite

Sensorelement 122 voneinander beabstandet angeordnet. Das erste Sensorelement 121 ist vorzugsweise als Elektrode ausgebildet oder umfasst zumindest eine Elektrode. Das zweite

Sensorelement 122 ist vorzugsweise als Elektrode ausgebildet oder umfasst zumindest eine

Elektrode. Mit anderen Worten sind das erste Sensorelement 121 und das zweite Sensorelement 122 angeordnet und konfiguriert, einen auftretenden Kriechstrom KS zwischen den

Kontaktelementen 111 und 112 zu erfassen oder zu detektieren, was bei einem Isolationsfehler und somit bei verminderten elektrischen Isoliereigenschaften des Isolierstoffs der Fall ist. Mit anderen

Worten sind das erste Sensorelement 121 und das zweite Sensorelement 122 zwischen den als

Hochvoltpotentialen wirkenden Kontaktelementen 111 und 112 angeordnet, wobei das erste

Sensorelement 121 dem ersten Kontaktelement 111 und das zweite Sensorelement 122 dem zweiten Kontaktelement 112 zugeordnet.

Das erste Sensorelement 121 und das zweite Sensorelement 122 sind jeweils derart angeordnet und ausgebildet, eine Kanalisierung des Kriechstroms KS an entsprechenden Oberflächen des

Isolierstoffgehäuses 101, das heißt vorzugsweise an Oberflächen des Steckabschnitts 102, herbeizuführen. Wie sich aus Figur 1B ergibt, wandert oder verläuft ein sich bildender Kriechstrom

KS von den Kontaktelementen 111 und 112 ausgehend abschnittsweise entlang der äußeren

Oberflächen der Isolierstoffhülsen 107 und 108 in Richtung eines Übergangsbereichs, welcher durch den Wandabschnitt 104 des Isolierstoffgehäuses 101 gebildet wird. Der Wandabschnitt 104 erstreckt sich im Wesentlichen in der Steckrichtung X zumindest teilweise und somit von dem

Steckabschnitt 102 in das Innere des Isolierstoffgehäuses 101 und bildet eine Stirnflache 106.

Das erste Sensorelement 121 ist zumindest abschnittsweise in dem Wandabschnitt 104 des

Isolierstoffgehäuses 101 integriert. Vorzugsweise ist das erste Sensorelement 121 mit dem

Isolierstoff des Wandabschnitts 104 stoffschlüssig und/oder zumindest kraftschlüssig verbunden oder darin zumindest abschnittsweise integriert. Mit anderen Worten kann das erste LU501224

Sensorelement 121 in dem Wandabschnitt 104 durch zumindest einen GieRvorgang und/oder durch zumindest einen Spritzvorgang des Isolierstoffs integriert sein. Es ist zusätzlich oder alternativ môglich, dass das erste Sensorelement 121 in den Wandabschnitt 104 gepresst ist, vorzugsweise im Wesentlichen in der Steckrichtung X. In Analogie zu dem ersten Sensorelement 121 kann auch das zweite Sensorelement 122 in den Wandabschnitt 104 entsprechend integriert sein.

Der Wandabschnitt 104 mit dem ersten Sensorelement 121 und dem zweiten Sensorelement 122 begrenzt unter anderem den Steckabschnitt 102 in der Steckrichtung X und stellt eine Engstelle in

Bezug auf die Kriechstrecke des Kriechstroms KS dar. Wie sich aus Figur 1B ergibt, ist das erste

Sensorelement 121 und das zweite Sensorelement 122 ausgebildet und derart in dem

Wandabschnitt 104 integriert, dass der Wandabschnitt 104 und das erste Sensorelement 121 sowie das zweite Sensorelement 122 zumindest eine im Wesentlichen ebene Stirnfläche 105 bilden. Die im Wesentlichen ebene Stirnfläche 105 ist im Wesentlichen senkrecht zu der Steckrichtung X ausgerichtet und/oder angeordnet. Vorzugsweise begrenzt die im Wesentlichen ebene Stirnfläche 105 den Steckabschnitt 102 in der Steckrichtung X. Das erste Sensorelement 121 und das zweite

Sensorelement 122 sind jeweils zumindest an einer Stirnseite im Wesentlichen flach ausgebildet, und schließen zur Bildung der im Wesentlichen ebenen Stirnfläche 105 jeweils an dem

Wandabschnitt 104 bündig an.

Das erste Sensorelement 121 und das zweite Sensorelement 122 erstrecken sich, vorzugsweise im

Wesentlichen in der Steckrichtung X, zumindest durch den Wandabschnitt 104 hindurch. Es ist môglich, dass sich das erste Sensorelement 121 und/oder das zweite Sensorelement 122 zumindest abschnittsweise in den Steckabschnitt 102 erstrecken, vorzugsweise im Wesentlichen in der

Steckrichtung X. Das erste Sensorelement 121 und/oder das zweite Sensorelement 122 kann bei diesem Ausführungsbeispiel des Steckverbinders 100 zumindest abschnittsweise im Wesentlichen zylinderfôrmig oder im Wesentlichen stiftfôrmig oder im Wesentlichen lanzenfôrmig ausgebildet sein. Nachdem das erste Sensorelement 121 und/oder das zweite Sensorelement 122 den

Wandabschnitt 104 durchdringt, ist es môglich, zusätzlich zu den in dem Steckabschnitt 102 bildenden Kriechstrômen KS auch Kriechstrôme KS außerhalb des Steckabschnitts 102 und somit im Inneren des Isolierstoffgehauses 101, das heißt im Inneren des Steckverbinders 100 zu erfassen.

Das erste Sensorelement 121 und das zweite Sensorelement 122 des Steckverbinders 100 sind mit einer Überwachungseinheit 130 verbunden. Wie sich aus der Darstellung in Figur 1B ferner ergibt, sind das erste Sensorelement 121 und das zweite Sensorelement 122 elektrisch miteinander verbunden. Die Überwachungseinheit 130 ist vorzugsweise Bestandteil des Steckverbinders 100 LU501224 oder alternativ in einer Ladesäule angeordnet, welche über ein Ladekabel mit dem Steckverbinder 100 verbunden ist. Die Überwachungseinheit 130 ist konfiguriert, einen an dem ersten

Sensorelement 121 und/oder einen an dem zweiten Sensorelement 122 anliegenden und erfassten

Kriechstroms KS auszuwerten. Die Überwachungseinheit 130 umfasst entsprechende elektrische und/oder elektronische Komponenten und Elemente und kann vorzugsweise mit einem eigenen, das heißt separaten Gehäuse ausgestattet sein, um Umwelteinflüsse, wie beispielsweise

Feuchtigkeit, Schmutz und/oder Staub, und deren schädliche Auswirkungen zu vermeiden. Somit kann beispielsweise ein Wassereinbruch in das Isolierstoffgehäuse 101 auf der dem Steckabschnitt 102 gegenüberliegenden Seite und ein sich dadurch bildender Kriechstrom KS oder Stromfluss erfasst werden, das heißt im Inneren des Isolierstoffgehäuses 101, ohne dass die

Überwachungseinheit 130 selbst beschädigt oder in ihrer Funktion beeinträchtigt wird.

Nachdem das erste Sensorelement 121 und das zweite Sensorelement 122 Zugang zu dem

Steckabschnitt 102 haben, kann ferner auch ein Kriechstrom KS im Bereich des Steckabschnitts 102, welcher von dem ersten Kontaktelement 111 und/oder dem zweiten Kontaktelement 112 ausgeht, erfasst und von der Überwachungseinheit 130 ausgewertet werden.

Zur Auswertung eines erfassten Kriechstroms KS umfasst die Überwachungseinheit 130 ein

Strommesselement 131, vorzugsweise einen Strommesser in Form eines Hall-Sondenelements 131.

Das Hall-Sondenelement 131 ist vorzugsweise konfiguriert, eine Stromstärke bei dem erfassten

Kriechstrom KR zu messen. Es ist môglich, dass abgesehen von einem Hall-Sondenelement 131 auch andere Arten oder Ausbildungen von Stromsensorelementen verwendet werden oder umfasst sein kônnen, welche konfiguriert sind, zumindest eine Stromstärke bei dem erfassten Kriechstrom KR zu messen.

Ferner umfasst die Überwachungseinheit 130 vorzugsweise ein Vergleichselement 132 vorzugsweise in Form eines Strommessverstärkers 132, welcher ein Shunt-Widerstandelement aufweist und konfiguriert ist, zumindest den erfassten Kriechstrom KR, das heißt die durch das Hall-

Sondenelement 131 gemessene Stromstärke des Kriechstroms KS mit einem vorbestimmten oder mit einem vordefinierten Referenzstrom zu vergleichen und zumindest eine Abschaltung der

Übertragung elektrischer Energie durch den Steckverbinder 100 über das erste und das zweite

Kontaktelement 111, 112 zu initialisieren, vorzugsweise über ein Kommunikationselement 133 der

Überwachungseinheit 130. Das Kommunikationselement 133 ist konfiguriert,

Kommunikationssignale mit einer Ladesäule und/oder mit einem Elektrofahrzeug im Zuge eines

Ladevorgangs zu übermitteln und zu empfangen. Mit anderen Worten ist das LU501224

Kommunikationselement 133 konfiguriert, Signale zu erzeugen und an eine Ladesäule zur entsprechenden Ansteuerung und/oder an ein Elektrofahrzeug im Zuge eines Ladevorgangs zu übertragen. Das Kommunikationselement 133 ist ferner auch konfiguriert, entsprechende Signale von einer Ladesäule, das heißt einer Steuereinheit einer Ladesäule, und/oder von einem

Elektrofahrzeug, das heißt einem Ladesteuergerät eines Elektrofahrzeugs zu empfangen. Somit kann vorzugsweise über das Kontaktelement 114 als Pilotkontakt auch einem Elektrofahrzeug im

Zuge eines Ladevorgangs eine Information über einen kritischen Betriebszustand des

Steckverbinders 100 übermittelt werden. Eine Steuerung des Elektrofahrzeugs kann sodann ebenfalls eine Abschaltung der Übertragung elektrischer Energie initialisieren.

Figur 2A zeigt in einer Frontansicht ein Steckgesicht 203 mit einem Steckabschnitt 202 eines

Ausführungsbeispiels des Steckverbinders 200 gemäß der vorliegenden Erfindung als

Ladesteckdose.

Neben der Konfiguration und/oder Ausbildung als Ladestecker 100 kann der Steckverbinder gemäß der vorliegenden Erfindung auch als Ladesteckdose 200 konfiguriert und/oder ausgebildet sein. Mit dem Steckverbinder als Ladestecker 100 und dem Steckverbinder als Ladesteckdose200 kann eine

Steckverbindung im Wesentlichen in der Steckrichtung X ausgebildet werden, um elektrische

Energie und/oder elektrische Signale zu übertragen. Dies ist anschaulich schematisch in Figur 3 dargestellt.

Der Steckverbinder 200 weist als Ladesteckdose hinsichtlich der anhand der Figuren 1A und 1B oben beschriebenen Komponenten und Elemente des Steckverbinders 100 im Wesentlichen identische Komponenten und Elemente und/oder Komponenten und Elemente mit zumindest identischer Funktion auf. Mit anderen Worten bildet der Steckverbinder 200 einen

Gegensteckverbinder zum Steckverbinder 100.

Demnach ist das Steckgesicht 203 mit dem Steckabschnitt 202 Bestandteil des Isolierstoffgehäuses 201 des Steckverbinders 200. Das Isolierstoffgehäuse 201 des Steckverbinders 200 kann beispielsweise nach dem identischen Verfahren hergestellt sein wie das Isolierstoffgehäuse 101 des

Steckverbinders 100. Der Steckverbinder 200 ist als Ladesteckdose zu dem Steckverbinder 100 als

Ladestecker hinsichtlich geometrischer Abmessungen mehr oder weniger komplementär ausgebildet und umfasst in dem Steckabschnitt 202 ein erstes Kontaktelement 211 und ein zweites

Kontaktelement 212 zur Übertragung elektrischer Energie. Das erste Kontaktelement 211 und das zweite Kontaktelement 212 sind als Lastkontaktelemente voneinander beabstandet angeordnet LU501224 und zur Bildung einer Steckverbindung mit den Kontaktelementen 111 und 112 des Steckverbinders 100 konfiguriert. Die Kontaktelemente 211 und 212 sind hierbei komplementär zu den

Kontaktelementen 111 und 112 im Wesentlichen stiftfôrmig ausgebildet.

Ferner umfasst der Steckverbinder 200 das Kontaktelement 213 als Schutzkontaktelement (so genanntes PE-Kontaktelement), das Kontaktelement 214 als Pilotkontakt (Control Pilot/CP) und das

Kontaktelement 215 als Proximity-Schalter (Proximity Pilot/PP). Die Kontaktelemente 213 bis 215 sind bei Ausbildung einer Steckverbindung zwischen dem Steckverbinder als Ladestecker 100 und dem Steckverbinder als Ladesteckdose 200 im Wesentlichen in der Steckrichtung X einander zugeordnet und kontaktieren miteinander, um die entsprechenden Kommunikationsfunktionen zwischen einer Ladesäule und einem Elektrofahrzeug im Zuge eines Ladevorgangs bereitzustellen.

Zwischen dem ersten Kontaktelement 211 und dem zweiten Kontaktelement 212 kann sich bei entsprechenden Umgebungsbedingungen ein Kriechstrom KS einstellen, was nachfolgend anhand der Figur 2B näher beschrieben wird.

Figur 2B zeigt den Steckverbinder 200 aus Figur 2A in einer schematischen Darstellung.

Ein erstes Sensorelement 221 und ein zweites Sensorelement 222 sind derart ausgebildet und zwischen dem ersten Kontaktelement 211 und dem zweiten Kontaktelement 212 in einem

Wandabschnitt 204 des Isolierstoffgehäuses 201, welcher vorzugsweise ein mittlerer oder zentraler

Wandabschnitt des Steckabschnitts 202 ist, zumindest abschnittsweise integriert, und zwar derart, dass der Wandabschnitt 204 und das erste Sensorelement 221 und das zweite Sensorelement 222 eine im Wesentlichen ebene Stirnflache 205 bilden. Das erste Sensorelement 221 ist ferner zu dem zweiten Sensorelement 222 beabstandet angeordnet. Die im Wesentlichen ebene Stirnflache 205 ist im Wesentlichen senkrecht zu der Steckrichtung X ausgerichtet und/oder angeordnet.

Vorzugsweise begrenzt die im Wesentlichen ebene Stirnfläche 205 den Steckabschnitt 202 in der

Steckrichtung X. Der Wandabschnitt 104 bildet außerhalb des Steckabschnitts 202, das heißt im

Inneren des Isolierstoffgehäuses 201 des Steckverbinders 200 die Stirnfläche 206.

Wie aus der Darstellung in Figur 2B hervorgeht, erstrecken sich das erste Sensorelement 221 und das zweite Sensorelement 222 durch den Wandabschnitt 204 hindurch zu den entsprechenden

Stirnflächen 205 und 206. Mit den Sensorelementen 221 und 222 ist es môglich, einen weiteren

Kriechstrom KS im Inneren des Steckverbinders 200, das heißt innerhalb des Isolierstoffgehäuses

201 des Steckverbinders 200 als Ladesteckdose zu erfassen. Die Erfassung und Auswertung LU501224 geschieht analog zu dem Steckverbinder 100 mithilfe einer Überwachungseinheit 230. Die

Überwachungseinheit 230 ist zu der Überwachungseinheit 130 in Figur 1B vorzugsweise identisch konfiguriert und/oder ausgebildet, und umfasst ein Strommesselement in Form eines Hall-

Sondenelements 231, ein Vergleichselement 232 in Form eines Strommessverstärkers und ein

Kommunikationselement 233.

Ferner ergibt sich aus Figur 2B, dass sich bei Vorhandensein eines elektrisch leitenden Mediums M, wie beispielsweise Wasser, im Steckabschnitt 202 (hier im Bereich des ersten Kontaktelements 211 dargestellt), ein entsprechender Kriechstrom KS einstellen und zumindest mit dem ersten

Sensorelement 221 erfasst werden kann, welcher analog obiger Beschreibung ausgewertet und beispielsweise über das Kommunikationselement 233 in Form entsprechender Signale an eine

Ladesäule und/oder an eine Elektrofahrzeug weitergegeben werden kann.

Um in dem Steckabschnitt 202 des als Ladesteckdose ausgebildeten Steckverbinders 200 befindliches Medium M, welches häufig ein elektrisch leitendes Medium M sein kann, aus dem

Steckabschnitt 202 zu entfernen, kann der Steckverbinder 200 darüber hinaus ein erstes

Abführelement 241 und vorzugsweise ein zweites Abführelement 242 aufweisen.

Das erste Abführelement 241 und das zweite Abführelement 242 kann beispielsweise jeweils als

Kanal oder jeweils als Schlauch ausgebildet sein. Das erste Abführelement 241 ist dem ersten

Kontaktelement 211 zugeordnet und das zweite Abführelement 242 ist dem zweiten

Kontaktelement 212 zugeordnet und dient zur Entleerung des Steckabschnitts 202 von entsprechenden Medium M.

Figur 3 zeigt eine Anordnung 300 zur Ausbildung einer Steckverbindung, um elektrische Energie und/oder elektrische Signale zu übertragen. Die Anordnung 300 umfasst hierzu den Steckverbinder 100 aus den Figuren 1A und 1B, welcher als Ladestecker ausgebildet ist, und den Steckverbinder 200 aus den Figuren 2A und 2B, welcher als Ladesteckdose ausgebildet ist. Der Steckverbinder 100 und der Steckverbinder 200 bilden als erster und zweiter Steckverbinder 100, 200 im Wesentlichen in der Steckrichtung X eine Steckverbindung aus. Bei Ausbildung der Steckverbindung kontaktiert das erste Sensorelement 121 des Steckverbinders 100 das erste Sensorelement 221 des

Steckverbinders 200, vorzugsweise über ein Federelement 301. Das Federelement 301 kann beispielsweise mit dem ersten Sensorelement 121 des Steckverbinders 100 oder mit dem ersten

Sensorelement 221 des Steckverbinders 200 verbunden sein. Dadurch kann beispielsweise eine

Erfassung von Kriechströmen KS (in Figur 3 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt) LU501224 entweder durch den Steckverbinder 100 oder durch den Steckverbinder 200 und somit durch einen einzigen Steckverbinder 100, 200 erfolgen.

Figur 4 zeigt ein Ersatzschaltbild eines Steckverbinders 100 aus den Figuren 1A und 1B mit der

Überwachungseinheit 130, wobei der Steckverbinder 100 vorzugsweise unter anderem zur

Erkennung des Eintritts eines elektrisch leitenden Mediums M in dem Steckabschnitt 102 oder in das Innere des Isolierstoffgehäuses 101 über die Erfassung eines Kriechstroms KS konfiguriert ist.

Figur 4 zeigt die Spannungsverhältnisse mit den Teilspannungen U1, U2 und U2 zwischen den beiden Kontaktelementen 111 und 112 und den beiden Sensorelementen 121 und 122 entlang der

Kriechstrecke des Kriechstroms KS, welche durch die Teilabstände D1, D2 und D3 repräsentiert werden. D2 charakterisiert den Teilabstand als resultierenden geometrischen zwischen dem ersten

Sensorelement 121 und dem zweiten Sensorelement 122. Die Teilspannungen U1, U2 und U3 ergeben in ihrer Summe eine Gesamtspannung UG zwischen dem ersten und dem zweiten

Kontaktelement 111, 112.

Der Widerstand des Isolierstoffs zwischen dem ersten Kontaktelement 111 und dem ersten

Sensorelement 121, sowie zwischen dem zweiten Kontaktelement 112 und dem zweiten — Sensorelement 122 wird jeweils durch einen Widerstand R_I symbolisiert. Je nachdem, welchen

Bedingungen der Steckverbinder 100 ausgesetzt ist, verändern sich die Widerstande R_! entsprechend und werden geringer, was zur Ausbildung von Kriechstrômen KS entlang der

Oberfläche von Isolierstoff des Isolierstoffgehäuses 101 führt. Die Werte der Widerstände R_! können beispielsweise im Normalfall, das heißt wenn sich keine Kriechstrôme KS ausbilden, mehr als 10 MOhm betragen.

Der zwischen dem ersten Sensorelement 121 und dem zweiten Sensorelement 122 vorhandene

Widerstand R_12 ist aufgrund der elektrischen Verbindung miteinander im Bereich der

Überwachungseinheit 130 sehr gering. Somit ist die elektrische Spannung U2 zwischen dem ersten

Sensorelement 121 und dem zweiten Sensorelement 122 sehr niedrig, beispielsweise kleiner als 1V.

Durch eine fortwährende Überwachung des Stroms an dem ersten Sensorelement 121 und/oder an dem zweiten Sensorelement 122, vor allem dann, wenn kein Ladevorgang stattfindet, das heißt eine elektrische Spannung zwar bereits anliegt, aber der Ladevorgang noch nicht gestartet wurde,

kann mit einer Änderung, das heißt Zunahme ein sich langsam andeutender Isolationsfehler oder LU501224 eine sich langsam andeutende Isolationsschwäche des Isolierstoffs erkannt werden, vorzugsweise durch die Überwachungseinheit 130.

Die Uberwachungseinheit 130 und vorzugsweise das Vergleichselement 132 der

Überwachungseinheit 130 ist konfiguriert, ein Überschreiten eines gemessenen Stroms, vorzugsweise einer durch das Strommesselement 131 gemessenen Stromstärke an dem ersten

Sensorelement 121 und/oder dem zweiten Sensorelement 122, in Bezug auf einen Referenzstrom zu erkennen und vorzugsweise zumindest eine Abschaltung der Übertragung elektrischer Energie zu initialisieren, sobald ein erfasster Kriechstrom KS den Referenzstrom überschreitet.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen. Vorzugsweise beansprucht die vorliegende Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der

Unteranspriiche unabhängig von den in Bezug genommenen Ansprüchen.

Bezugszeichenliste LU501224 100 Steckverbinder 101 Isolierstoffgehäuse 102 Steckabschnitt

103 Steckgesicht 104 Wandabschnitt 105 Stirnflache 106 Stirnflache

107 Isolierstoffhiilse 108 Isolierstoffhiilse 111 Kontaktelement (Lastkontaktelement) 112 Kontaktelement (Lastkontaktelement) 113 Kontaktelement

114 Kontaktelement 115 Kontaktelement 121 Sensorelement 122 Sensorelement 130 Uberwachungseinheit

131 Strommesselement/Hall-Sondenelement 132 Vergleichselement/Strommessverstärker 133 Kommunikationselement 200 Steckverbinder 201 Isolierstoffgehäuse

202 Steckabschnitt 203 Steckgesicht 204 Wandabschnitt 205 Stirnfläche 206 Stirnfläche

211 Kontaktelement (Lastkontaktelement) 212 Kontaktelement (Lastkontaktelement) 213 Kontaktelement 214 Kontaktelement 215 Kontaktelement

221 Sensorelement LU501224 222 Sensorelement 230 — Überwachungseinheit 231 Strommesselement/Hall-Sondenelement 232 Vergleichselement/Strommessverstärker 233 Kommunikationselement 241 Abführelement 242 Abfihrelement 300 Anordnung 301 Federelement

D Abstand

D1 Teilabstand

D2 Teilabstand

D3 Teilabstand

KS Kriechstrom

M Medium

U1 Teilspannung

U2 Teilspannung

U3 Teilspannung

UG Gesamtspannung

R_I Widerstand

R_12 Widerstand

X Steckrichtung * ok kk

Claims

ANSPRÜCHE

1. Steckverbinder (100, 200) zur Ausbildung einer Steckverbindung in einer Steckrichtung (X), um elektrische Energie und/oder elektrische Signale zu übertragen, wobei der Steckverbinder (100, 200) ein Isolierstoffgehäuse (101, 201) mit einem Steckabschnitt (102, 202) aufweist, in welchem zur Bildung eines Steckgesichts (103, 203) zumindest ein erstes Kontaktelement (111, 211) und zumindest ein zweites Kontaktelement (112, 212) aufgenommen ist, wobei das zumindest eine erste Kontaktelement (111, 211) und das zumindest eine zweite Kontaktelement (112, 212) voneinander beabstandet angeordnet sind, wobei zwischen dem zumindest einen ersten Kontaktelement (111, 211) und dem zumindest einen zweiten Kontaktelement (112, 212) zumindest ein erstes Sensorelement (121, 221) und zumindest ein zweites Sensorelement (122, 222) in dem Isolierstoffgehäuse (101, 201) derart angeordnet und konfiguriert sind, einen Kriechstrom (KS) zwischen dem zumindest einen ersten Kontaktelement (111, 211) und dem zumindest einen ersten Sensorelement (121, 221), und/oder einen Kriechstrom (KS) zwischen dem zumindest einen zweiten Kontaktelement (112, 212) und dem zumindest einen zweiten Sensorelement (122, 222) zu erfassen.

2. Steckverbinder (100, 200) nach Anspruch 1, wobei das zumindest eine erste Sensorelement (121, 221) und das zumindest eine zweite Sensorelement (122, 222) voneinander beabstandet angeordnet sind, und wobei das zumindest eine erste Sensorelement (121, 221) dem zumindest einen ersten Kontaktelement (111, 211) zugeordnet ist, um eine Kanalisierung des Kriechstroms (KS) an einer Oberfläche des Isolierstoffgehäuses (101, 201) herbeizuführen, und/oder wobei das zumindest eine zweite Sensorelement (122, 222) dem zumindest einen zweiten Kontaktelement (112, 212) zugeordnet ist, um eine Kanalisierung des Kriechstroms (KS) an einer Oberfläche des Isolierstoffgehäuses (101, 201) herbeizuführen.

3. Steckverbinder (100, 200) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das zumindest eine erste Sensorelement (121, 221) und/oder das zumindest eine zweite Sensorelement (122, 222) zumindest abschnittsweise in einem Wandabschnitt (104, 204) des Isolierstoffgehäuses (101, 201), vorzugsweise zur Begrenzung des Steckabschnitts (102, 202) in der Steckrichtung (X) und/oder vorzugsweise an einer Engstelle, zwischen dem zumindest einen ersten Kontaktelement (111, 211) und dem zumindest einen zweiten LU501224 Kontaktelement (112, 212) integriert ist, vorzugsweise stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig integriert ist, wobei sich der Wandabschnitt (104, 204) zumindest abschnittsweise in der Steckrichtung (X) und/oder senkrecht zu der Steckrichtung (X) erstreckt.

4. Steckverbinder (100, 200) nach Anspruch 3, wobei das zumindest eine erste Sensorelement (121, 221) und/oder das zumindest eine zweite Sensorelement (122, 222) ausgebildet ist und derart in dem Wandabschnitt (104, 204) integriert ist, dass der Wandabschnitt (104, 204) und das zumindest eine erste Sensorelement (121, 221) und/oder das zumindest eine zweite Sensorelement (122, 222) zumindest eine ebene Stirnflache (105, 205) bilden, welche vorzugsweise senkrecht zu der Steckrichtung (X) ausgerichtet ist und/oder welche vorzugsweise den Steckabschnitt (102, 202) in der Steckrichtung (X) begrenzt.

5. Steckverbinder (100, 200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zumindest eine erste Sensorelement (121, 221) und/oder das zumindest eine zweite Sensorelement (122, 222) plattenfôrmig ausgebildet ist und/oder flach ausgebildet ist und/oder vorzugsweise zur Bildung einer ebenen Stirnfläche (105, 205) an einem Wandabschnitt (104, 204) des Isolierstoffgehäuses (101, 201) bündig anschlieft.

6. Steckverbinder (100, 200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich das zumindest eine erste Sensorelement (121, 221) und/oder das zumindest eine zweite Sensorelement (122, 222), vorzugsweise in der Steckrichtung (X), zumindest durch den Wandabschnitt (104, 204) hindurch erstreckt, und/oder sich vorzugsweise in den Steckabschnitt (102, 202) zumindest abschnittsweise erstreckt, und/oder wobei das zumindest eine erste Sensorelement (121, 221) und/oder das zumindest eine zweite Sensorelement (122, 222) zumindest abschnittsweise zylinderfôrmig oder stiftfôrmig oder lanzenfôrmig ausgebildet ist.

7. Steckverbinder (100, 200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zumindest eine erste Sensorelement (121, 221) und das zumindest eine zweite Sensorelement (122, 222) jeweils zumindest eine Elektrode umfasst oder jeweils als eine Elektrode ausgebildet ist.

8. Steckverbinder (100, 200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, LU501224 wobei das zumindest eine erste Sensorelement (121, 221) und das zumindest eine zweite Sensorelement (122, 222) miteinander verbunden sind, vorzugsweise außerhalb des Steckabschnitts (101, 202) miteinander verbunden sind, um einen Querstrom zwischen dem zumindest einen ersten Sensorelement (121, 221) und dem zumindest einen zweiten Sensorelement (122, 222) zu erfassen.

9. Steckverbinder (100, 200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zumindest eine erste Sensorelement (121, 221) und das zumindest eine zweite Sensorelement (122, 222) mit einer Überwachungseinheit (130, 230) verbunden ist, wobei die Überwachungseinheit (130, 230) konfiguriert ist, einen an dem zumindest einen ersten Sensorelement (121, 221) und/oder einen an dem zumindest einen zweiten Sensorelement (122, 222) anliegenden Kriechstrom (KS) auszuwerten.

10. Steckverbinder (100, 200) nach Anspruch 9, wobei die Überwachungseinheit (130, 230) zumindest ein Strommesselement (131, 231), vorzugsweise in Form eines Hall-Sondenelements (131, 231) umfasst, wobei das zumindest eine Strommesselement (131, 231) konfiguriert ist, zumindest eine Stromstärke des erfassten Kriechstroms (KS) zu messen.

11. Steckverbinder (100, 200) nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Überwachungseinheit (130, 230) zumindest ein Vergleichselement (132, 232) umfasst, wobei das zumindest eine Vergleichselement (132, 232) konfiguriert ist, einen an dem zumindest einen ersten Sensorelement (121, 221) und/oder einen an dem zumindest einen zweiten Sensorelement (122, 222) erfassten Kriechstrom (KS) mit einem Referenzstrom, vorzugsweise mit einem vorbestimmten oder mit einem vordefinierten Referenzstrom, zu vergleichen und vorzugsweise eine Abschaltung der Übertragung elektrischer Energie über den Steckverbinder (100, 200) zu initialisieren.

12. Steckverbinder (100, 200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Isolierstoffgehäuse (101, 201) zur Trockenlegung des zumindest einen ersten Kontaktelements (111, 211) und des zumindest einen zweiten Kontaktelements (112, 212) zumindest ein Abführelement (241, 242), vorzugsweise jeweils ein Abführelement (241, 242), aufweist, und das zumindest eine Abführelement (241, 242), vorzugsweise das jeweilige Abführelement (241, 242), derart in dem Isolierstoffgehäuse (101, 201)

angeordnet und konfiguriert ist, ein im Steckabschnitt (102, 202) befindliches Medium (M), LU501224 vorzugsweise fließbares oder gießbares Medium (M), aus dem Steckabschnitt (102, 202) abzuführen.

13. Anordnung (300) zur Ausbildung einer Steckverbindung, um elektrische Energie und/oder elektrische Signale zu übertragen, umfassend einen ersten Steckverbinder (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Steckverbinder (100) als Ladestecker (100) ausgebildet ist, und einen zweiten Steckverbinder (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zweite Steckverbinder (200) als Ladesteckdose (200) ausgebildet ist, und vorzugsweise bei Ausbildung der Steckverbindung das zumindest eine erste Sensorelement (121) des ersten Steckverbinders (100) das zumindest eine erste Sensorelement (221) des zweiten Steckverbinders (200) und das zumindest eine zweite Sensorelement (122) des ersten Steckverbinders (100) das zumindest eine zweite Sensorelement (222) des zweiten Steckverbinders (200) kontaktiert, vorzugsweise über ein Federelement (301).

14. Verfahren zur Erkennung eines Kriechstroms (KS) in einem Steckverbinder (100, 200), wobei der Steckverbinder (100, 200) vorzugweise nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 12 konfiguriert ist, wobei: e ein Kriechstrom (KS) durch zumindest ein erstes Sensorelement (121, 221) und/oder durch zumindest ein zweites Sensorelement (122, 222) erfasst wird; e der erfasste Kriechstrom (KS) in einer Uberwachungseinheit (130) mit einem Referenzstrom, vorzugsweise mit einem vorbestimmten oder mit einem vordefinierten Referenzstrom, verglichen wird; und e eine Abschaltung der Übertragung elektrischer Energie initialisiert wird, sobald der erfasste Kriechstrom (KS) den Referenzstrom überschreitet. * ok kk