WO2025002500A1 - Set zur herstellung eines ladesteckverbinders für elektro- und hybridfahrzeuge - Google Patents

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charging contacts
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Michael Berres
Benjamin DJEDOVIC
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Kiekert AG
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Definitions

  • the invention relates to a set for producing a charging connector for electric and hybrid vehicles, with a housing and a pair of charging contacts for contacting the corresponding charging contacts of a corresponding charging connector.
  • Electric and hybrid vehicles have a rechargeable energy storage device, usually a high-voltage battery, which provides energy to an electric drive motor when driving. The storage capacities of these high-voltage batteries are limited, so they have to be regularly recharged at a charging station.
  • the battery is charged via a charging cable provided between the charging station and the vehicle, whereby the charging cable is provided, for example, in accordance with the European standard IEC 62196 Type 2, with a charging plug on one side that can be plugged into a charging socket provided on the charging station, and on the other side with a charging coupling that can be connected to a charging plug installed in the electric and hybrid vehicle.
  • charging sockets, charging plugs, charging couplings and charging plugs are subsumed under the term "charging connector”.
  • Charging sockets and charging couplings are provided with charging contacts, which in turn have contact sleeves as contact elements, and charging plugs and charging plugs that can be installed in electric and hybrid vehicles have contact pins as contact elements that can be plugged into the contact sleeves.
  • the charging device of an electric or hybrid vehicle comprises the charging station with charging cable as well as the charging station-side or vehicle-side charging connectors with electrical 2 May 14, 2024 Kiekert AG ical lines that, in the case of the vehicle-side charging connector, lead from the charging connector to the vehicle's battery.
  • the charging connectors themselves can be designed in different ways. In particular, the distances between the contact elements and the distances between the charging contacts are not always uniform. One such case is, for example, with charging connectors according to the standards SAE J1772, also known as Combo Charging Standard Type 1 (CCS1), and the European standard IEC 62196 Type 2, also known as Combo Charging Standard Type 2 (CCS2). Both standards describe requirements for the distances between the contact elements of the charging contacts, which differ from one another.
  • a charging connector according to the IEC 62196 Type 2 standard which can be a charging plug that can be installed in an electric or hybrid vehicle, is not compatible or cannot be coupled with a corresponding charging coupling according to the SAE J1772 standard.
  • the object of the present invention is to provide a set for producing charging connectors with which the compatibility of the charging connectors is expanded. This object is solved by the subject matter of the independent claims. Preferred developments of the invention are described in the subclaims.
  • a set for producing a charging connector for electric and hybrid vehicles with a housing, a first pair of charging contacts for contacting corresponding charging contacts of a corresponding charging connector and a second pair of charging contacts for contacting corresponding charging contacts of a corresponding charging connector, wherein the charging contacts each have a contact element, wherein the contact elements are all either at least partially cylindrical contact pins or contact sleeves with a respective at least partially cylindrical bore, the housing has a pair of receptacles for receiving either the first pair of charging contacts or the second pair of charging contacts, and the charging contacts of the first pair and the charging contacts of the second pair are designed such that the center axes of the contact elements of the first pair are further apart from one another in a state arranged in the receptacles than the center axes of the contact elements of the second pair in a state arranged in the receptacles.
  • a receptacle means an opening in the housing of the charging connector, which is designed to accommodate the charging contacts in such a way that the charging contacts are arranged in a fixed position in the housing of the charging connector.
  • the charging contacts are introduced into the receptacles during production, which then accordingly enclose the charging contacts and hold them in place in the housing of the charging connector.
  • the first pair of charging contacts can 4 May 14, 2024 Kiekert AG contacts or the second pair of charging contacts are arranged in the receptacles so that the charging contacts are spaced apart from one another accordingly.
  • An essential aspect of the invention here is that such a procedure avoids producing different housing types and charging connectors that can only be intended for electric or hybrid vehicles in a specific country or region of the corresponding combo charging standard type.
  • Other design features of the charging connectors such as cooling devices, heat storage or sensor arrangements, do not have to be rearranged and designed due to otherwise essential changes to the housings of the charging connectors.
  • the charging contacts can be arranged in a housing that is always uniform and has identical dimensions regardless of the requirements for the spacing of the contact elements of the charging contacts.
  • the contact elements are to be understood as part of the charging contacts, which can be electrically connected to the corresponding contact elements, so that a current can be transmitted from a charging connector to a corresponding charging connector.
  • the contact elements are designed as contact pins or contact sleeves that are at least partially cylindrical and have a bore that is at least partially cylindrical. So that a charging current can be transmitted, the contact pins are designed so that they can be inserted into the contact sleeves.
  • the center axis of the contact element refers to the part of the element that is at least partially cylindrical, so that the center axis is either coaxial to a center of the 5 May 14, 2024 Kiekert AG bore of the contact sleeve or a center of the tip of the contact pin.
  • a property of the present charging contact with contact element is that the arrangement of charging contact and contact element does not necessarily have to be rotationally symmetrical.
  • the charging contact without contact element is generally rotationally symmetrical.
  • the center axis of the contact element itself is to be viewed separately from the axis of symmetry of the charging contact and does not have to coincide with it.
  • a corresponding charging connector in this case, this means on the one hand a charging connector that has the same plug face as the charging connector, whereby one plug face has contact pins if the other plug face has contact sleeves, and vice versa.
  • the charging connector and the corresponding charging connector can therefore be plugged together.
  • we also speak of a corresponding charging connector if the plug faces in the aforementioned sense only partially correspond, i.e. the corresponding charging connector, for example, does not have all the contacts that are present in the charging connector.
  • the contact elements of the charging contacts it is not necessary for the contact elements of the charging contacts to be equally spaced from one another. Rather, it is sufficient if the existing contacts of the corresponding charging connector correspond to the charging connector in terms of the plug face, so that the charging connector and the corresponding charging connector can be plugged together. Such a case occurs, for example, with a charging coupling connected to a charging cable for direct current charging according to the 6 May 14, 2024 Kiekert AG European standard IEC 62196 Type 2.
  • Such a charging coupling can be plugged into a charging plug that is built into the body of an electric or hybrid vehicle and is suitable for AC charging as well as DC charging, whereby only the communication contacts and the protective contact are present in the AC plug face of the DC charging coupling, but no contacts for the outer conductor and a center conductor for AC charging.
  • the provision of two sets of charging contacts enables a combo charging standard type 1 charging coupling connected to a charging cable in accordance with the SAE J1772 standard to be plugged into a combo charging standard type 2 charging plug that is built into the body of an electric or hybrid vehicle and is suitable for AC charging as well as DC charging in accordance with the European standard IEC 62196 Type 2, whereby the second pair of charging contacts is arranged in the receptacles in the charging plug.
  • such contacts are referred to as direct current charging contacts, which are intended exclusively for charging with direct current.
  • Direct current charging contacts are arranged separately laterally next to one another under the alternating current charging contacts in both combo charging standard type 2 and combo charging standard type 1 charging connectors.
  • alternating current charging contacts In contrast to direct current contacts, there are alternating current charging contacts. This refers to the outer conductors and the neutral conductor (center conductor), which are also intended for charging with alternating current.
  • An outer conductor also colloquially referred to as a phase
  • a neutral conductor is a conductor that is electrically connected to the neutral point and is able to contribute to the distribution of electrical energy.
  • the contacts which are referred to here as alternating current charging contacts, are designated L1, L2 and L3 (outer conductors) and N (neutral conductor), and the direct current charging contacts are designated DC+ and DC-.
  • the receptacles and at least one pair of charging contacts each have such a fit that the pair of charging contacts can only be accommodated in the receptacles in a single orientation.
  • a single orientation here is understood to mean the positioning of the charging contacts at a certain angle in the receptacles with respect to a rotation around the axis of symmetry of the charging contacts. This is intended to ensure that a predetermined distance between the contact elements can be achieved during assembly.
  • the charging contacts and the receptacles can be designed in such a way that error protection with regard to the orientation of the charging contacts in the receptacles is provided in the form of a Poka-Yoke design.
  • Poka Yoke refers to a principle consisting of several elements, which includes technical precautions or devices for the immediate detection and prevention of errors.
  • Poka Yoke is similar to a key-lock principle: only if a suitable counterpart is used can the function protected by Poka Yoke be activated, i.e. the correct orientation can be adopted here.
  • various types of error protection can be implemented here.
  • the charging contacts with the fit or the holders each have a groove in which a corresponding extension formed in the respective holder or in the charging contact with the fit can be received.
  • the charging contacts with the fit and the receptacles are each flattened on a section of the circumference, so that corresponding mating surfaces are created.
  • the fit and the mating surfaces are designed in such a way that only charging contacts intended for this purpose can be arranged in the receptacles provided for this purpose in one orientation.
  • the fit here refers to the respective shapes of the charging contact, which are fitted in the receptacles with corresponding negatives, which can be mating surfaces, extensions, grooves or recesses of the respective shapes.
  • the contact elements can be spaced apart from one another by different distances. According to a preferred development of the invention, however, it is provided that the central axes of the contact elements of the first pair of charging contacts are in a 9 May 14, 2024 Kiekert AG the receptacles are spaced 27 mm apart and the center axes of the contact elements of the second pair of charging contacts are spaced 26 mm apart when arranged in the receptacles.
  • the charging connector with the first pair of charging contacts arranged in the receptacles to be coupled to corresponding charging connectors of the Combo Charging Standard Type 1 and for the charging connector with the second pair of charging contacts arranged in the receptacles to be coupled to corresponding charging connectors of the Combo Charging Standard Type 2.
  • the contact elements of the second pair of charging contacts are arranged eccentrically, the charging contacts can be accommodated in the receptacles in two orientations and the contact elements in a second orientation of the charging contacts in the receptacles are further apart from one another than in the first orientation. This makes it possible to achieve both distances with a pair of charging contacts in different orientations.
  • the first orientation preferably differs by 180° from the second orientation, so that the center axes of both contact elements lie in the same plane as the axes of symmetry of the charging contacts. It is possible to arrange the holes in the charging contacts in different ways. According to a preferred development of the invention, however, it is provided that the charging contacts are contact sleeves with holes in which corresponding contact pins can be accommodated, and the holes of at least one pair of charging contacts are arranged eccentrically in the respective charging contact.
  • the center axis of the hole is therefore 10 May 14, 2024 Kiekert AG not arranged coaxially with the axis of symmetry of the charging contact, but runs at a distance parallel to the axis of symmetry.
  • Fig. 1 shows a charging connector according to a preferred embodiment of the invention in a perspective view
  • Fig. 2 shows a connector corresponding to the connector from Fig. 1
  • Fig. 3 shows the charging connector from Fig. 1 in a side view
  • Fig. 4a shows a first pair of charging contacts in a housing of the charging connector
  • Fig. 4b shows a second pair of charging contacts in a housing of the charging connector
  • Fig. 5 shows the installation of a charging connector according to a preferred embodiment on the body of an electric or hybrid vehicle.
  • Fig. 1 shows a perspective view of a charging connector 1 according to a preferred embodiment of the invention.
  • This is a charging plug for installation in the vehicle body 17 of an electric or hybrid vehicle 16, as shown schematically in Fig. 5.
  • the present charging connector 1 is essentially and in terms of its plug face a charging plug according to the European standard IEC 62196 Type 2.
  • the charging connector 1 has two DC charging contacts 2 for direct current charging.
  • the charging connector 1 can be coupled to a corresponding charging connector 4, which is shown in Fig. 2. This is a charging coupling that can be attached to a charging cable and can be plugged into the charging plug.
  • the charging coupling shown here as an example is one for direct current charging and therefore has corresponding direct current charging contacts 3, a protective contact and communication contacts.
  • the corresponding charging connector 4 has contact elements 5 on the corresponding charging contacts 3, which are designed as contact sleeves. These contact elements 5 are spaced 26 mm apart from one another.
  • the charging connector shown in Fig. 3 can be provided with a first pair 11 of charging contacts 2 or with a second pair 13 of charging contacts 2 in receptacles 9.
  • the first pair 11 of charging contacts 2 has an axis of symmetry 14 of the charging contacts 2 coaxial with a center 12 May 14, 2024 Kiekert AG axis 12 of the contact elements 5 coincides and the contact elements 5, which in this case are designed as contact pins that can be inserted into the contact sleeves, are 27 mm apart.
  • the charging connector 1 in Fig. 3 is, however, designed with the second pair 13 of charging contacts 2 in the receptacles 9.
  • the contact elements 5 are arranged with their central axis 12 eccentrically relative to the respective axes of symmetry 14. As a result, the contact elements are 526 mm apart so that the corresponding charging connector 4 can be plugged into the charging connector 1.
  • Fig. 4b shows the first pair 11 charging contacts 2 in the receptacles 9 of the housing 6 of the charging connector 1.
  • the contact elements 5 are spaced apart from one another in an orientation by 27 mm by the groove 8 formed in the charging contacts 2 and the extension 10 of the receptacle 9 fitted into the housing side.
  • Fig. 4b shows the first pair 11 charging contacts 2 in the receptacles 9 of the housing 6 of the charging connector 1.
  • the contact elements 5 are spaced apart from one another in an orientation by 27 mm by the groove 8 formed in the charging contacts 2 and the extension 10 of the receptacle 9 fitted into the housing side.
  • the second pair 13 charging contacts 2 with a further Poka-Yoke variant are spaced apart from one another in an orientation by 26 mm by corresponding fitting surfaces 7.
  • the axis of symmetry 14 and the central axis 12 lie in one plane and run parallel to each other.
  • This further Poka-Yoke variant is not compatible with the Poka-Yoke variant shown above.
  • a set according to the invention consisting of a first 13 May 14, 2024 Kiekert AG Pair 11 and a second pair 13 charging contacts 2 can accordingly only have one of the two variants shown above.

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Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Set zur Herstellung eines Ladesteckverbinders (1) für Elektro- und Hybridfahrzeuge, mit einem Gehäuse (6), einem ersten Paar (11) Ladekontakten (2) zum Kontaktieren korrespondierender Ladekontakte (3) eines korrespondierender Ladesteckverbinders (4) und einem zweiten Paar (13) Ladekontakten (2) zum Kontaktieren korrespondierender Ladekontakte (3) eines korrespondierender Ladesteckverbinders (4), wobei die Ladekontakte (2) jeweils ein Kontaktelement (5) aufweisen, wobei die Kontaktelemente (5) alle entweder wenigstens abschnittsweise zylinderförmige Kontaktstifte oder Kontakthülsen mit einer jeweiligen wenigstens abschnittsweise zylinderförmigen Bohrung sind, das Gehäuse (6) ein Paar Aufnahmen (9) für die Aufnahme entweder des ersten Paars (11) von Ladekontakten (2) bzw. des zweiten Paars (13) von Ladekontakten (2) aufweist und die Ladekontakte (2) des ersten Paars (11) und die Ladekontakte (2) des zweiten Paars (13) derart ausgebildet sind, dass die Mittelachsen (12) der Kontaktelemente (5) des ersten Paars (11) in einem in den Aufnahmen (9) angeordneten Zustand weiter voneinander beabstandet sind als die Mittelachsen (12) der Kontaktelemente (5) des zweiten Paars (13) in einem in den Aufnahmen (9) angeordneten Zustand. Auf diese Weise wird ein Set zur Herstellung von Ladesteckverbindern bereitgestellt, mit dem die Kompatibilität der Ladesteckverbinder erweitert wird.

Description

1 14. Mai 2024 Kiekert AG Set zur Herstellung eines Ladesteckverbinders für Elektro- und Hybridfahrzeuge Die Erfindung betrifft ein Set zur Herstellung eines Ladesteck- verbinders für Elektro- und Hybridfahrzeuge, mit einem Gehäuse und einem Paar Ladekontakten zum Kontaktieren korrespondieren- der Ladekontakte eines korrespondierender Ladesteckverbinders. Elektro- und Hybridfahrzeuge verfügen über einen aufladbaren Energiespeicher, in der Regel eine Hochvolt-Batterie, die im Fahrbetrieb einem elektrischen Antriebsmotor Energie bereit- stellt. Die Speicherkapazitäten dieser Hochvolt-Batterien sind begrenzt, so dass sie regelmäßig an einer Ladestation wieder aufgeladen werden müssen. Das Laden der Batterie erfolgt über ein zwischen Ladestation und Fahrzeug vorgesehenes Ladekabel, wobei das Ladekabel z.B. gemäß der europäischen Norm IEC 62196 Typ 2 auf der einen Seite mit einem Ladestecker, der in eine an der Ladestation vorgesehene Ladesteckdose einsteckbar ist, und auf der anderen Seite mit einer Ladekupplung versehen ist, die mit einem im Elektro- und Hybridfahrzeug installierten Ladeein- baustecker verbindbar ist. Vorliegend werden Ladesteckdosen, Ladestecker, Ladekupplungen und Ladeeinbaustecker unter dem Be- griff „Ladesteckverbinder“ subsummiert. Ladesteckdosen und La- dekupplungen sind mit Ladekontakten versehen, die wiederum als Kontaktelemente Kontakthülsen aufweisen, und Ladestecker sowie in Elektro- und Hybridfahrzeuge einbaubare Ladeeinbaustecker weisen als Kontaktelemente Kontaktstifte auf, die in die Kon- takthülsen einsteckbar sind. Die Ladevorrichtung eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs umfasst dabei die Ladestation mit Ladekabel sowie die ladestationssei- tigen oder den fahrzeugseitigen Ladesteckverbinder mit elektri- 2 14. Mai 2024 Kiekert AG schen Leitungen, die im Falle des fahrzeugseitigen Ladesteck- verbinders vom Ladesteckverbinder zu der Batterie des Fahrzeugs führen. Die Ladesteckverbinder an sich können dabei auf verschiedene Arten ausgebildet sein. Insbesondere die Abstände der Kontak- telemente sowie die Abstände der Ladekontakte sind nicht immer einheitlich. Ein solcher Fall liegt beispielsweise bei Lade- steckverbindern nach den Normen SAE J1772, auch Combo-Charging- Standard-Typ 1 (CCS1) genannt, und der europäischen Norm IEC 62196 Typ 2, auch Combo-Charging-Standard-Typ 2 (CCS2) genannt, vor. Beide Normen beschreiben Anforderungen an die Abstände der Kontaktelemente der Ladekontakte, die sich voneinander unter- scheiden. Das bedeutet, dass ein Ladesteckverbinder nach der Norm IEC 62196 Typ 2, der ein in ein Elektro- oder Hybridfahr- zeug einbaubarer Ladestecker sein kann, nicht mit einer ent- sprechenden Ladekupplung nach der Norm SAE J1772 kompatibel bzw. koppelbar ist. Das stellt insbesondere für die Hersteller ein Problem dar, da aufgrund der unterschiedlichen durch die Normen vorgesehenen Steckgesichter für die jeweiligen Märkte verschie- dene Ladesteckverbinder angeboten werden müssen. Ausgehend davon ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Set zur Herstellung von Ladesteckverbinden bereitzustellen, mit dem die Kompatibilität der Ladesteckverbinder erweitert wird. Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen An- sprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. 3 14. Mai 2024 Kiekert AG Erfindungsgemäß wird somit ein Set zur Herstellung eines Lade- steckverbinders für Elektro- und Hybridfahrzeuge bereitge- stellt, mit einem Gehäuse, einem ersten Paar Ladekontakten zum Kontaktieren korrespondierender Ladekontakte eines korrespon- dierender Ladesteckverbinders und einem zweiten Paar Ladekon- takten zum Kontaktieren korrespondierender Ladekontakte eines korrespondierender Ladesteckverbinders, wobei die Ladekontakte jeweils ein Kontaktelement aufweisen, wobei die Kontaktelemente alle entweder wenigstens abschnittsweise zylinderförmige Kon- taktstifte oder Kontakthülsen mit einer jeweiligen wenigstens abschnittsweise zylinderförmigen Bohrung sind, das Gehäuse ein Paar Aufnahmen für die Aufnahme entweder des ersten Paars von Ladekontakten bzw. des zweiten Paars von Ladekontakten aufweist und die Ladekontakte des ersten Paars und die Ladekontakte des zweiten Paars derart ausgebildet sind, dass die Mittelachsen der Kontaktelemente des ersten Paars in einem in den Aufnahmen angeordneten Zustand weiter voneinander beabstandet sind als die Mittelachsen der Kontaktelemente des zweiten Paars in einem in den Aufnahmen angeordneten Zustand. Vorliegend ist mit einer Aufnahme eine Öffnung in dem Gehäuse des Ladesteckverbinder gemeint, die dazu ausgebildet ist, die Ladekontakte so aufzunehmen, dass die Ladekontakte in dem Ge- häuse des Ladesteckverbinders in einer fixierten Position an- geordnet sind. Dazu werden die Ladekontakte während der Her- stellung in die Aufnahmen eingeführt, die dann entsprechend die Ladekontakte umfassen und ortsfest in dem Gehäuse des Lade- steckverbinder halten. Entsprechend den Anforderungen an das Steckgesicht des herzu- stellenden Ladesteckverbinders können das erste Paar Ladekon- 4 14. Mai 2024 Kiekert AG takte bzw. das zweite Paar Ladekontakte in den Aufnahmen ange- ordnet werden, sodass die Ladekontakte entsprechend voneinander beabstandet sind. Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung ist hier, dass durch ein solches Vorgehen vermieden wird, verschiedene Gehäusetypen und Ladesteckverbinder anzufertigen, die ausschließlich für Elek- tro- oder Hybridfahrzeuge in einem bestimmten Land oder einer bestimmten Region des entsprechenden Combo-Charging-Standard- Typs vorgesehen sein können. Weitere konstruktive Eigenarten der Ladesteckverbinder, wie Kühlvorrichtungen, Wärmespeicher oder Sensoranordnungen, müssen nicht aufgrund ansonsten uner- lässlicher Veränderungen der Gehäuse der Ladesteckverbinder neu angeordnet und ausgebildet werden. Stattdessen können die La- dekontakte in einem stets gleichförmigen Gehäuse angeordnet sein, das unabhängig von den Anforderungen an die Abstände der Kontaktelemente der Ladekontakte identische Maße aufweist. Wie bereits erwähnt, sind die Kontaktelemente als Teil der La- dekontakte aufzufassen, die galvanisch leitend mit den jeweils korrespondierenden Kontaktelementen kontaktierbar sind, sodass ein Strom von einem Ladesteckverbinder hin zu einem korrespon- dierenden Ladesteckverbinder übertragen werden kann. Die Kon- taktelemente sind dabei als zumindest abschnittsweise zylinder- förmige Kontaktstifte oder Kontakthülsen mit einer zumindest abschnittsweise zylinderförmigen Bohrung ausgebildet. Damit schließlich ein Ladestrom übertragen werden kann, sind die Kon- taktstifte so ausgestaltet, dass sie in die Kontakthülsen einst- eckbar sind. Die Mittelachse des Kontaktelements bezieht sich dabei auf den zumindest abschnittsweise zylinderförmigen Teil des Elements, sodass die Mittelachse entweder Koaxial zu einem Zentrum der 5 14. Mai 2024 Kiekert AG Bohrung der Kontakthülse oder einem Zentrum der Spitze des Kon- taktstiftes verläuft. Eine Eigenschaft des vorliegenden Lade- kontaktes mit Kontaktelement ist, dass die Anordnung aus Lade- kontakt und Kontaktelement nicht notwendigerweise rotationssym- metrisch ausgebildet sein muss. Der Ladekontakt ohne Kontaktelement ist im allgemeinen rotati- onssymmetrisch ausgebildet. Die Mittelachse des Kontaktelements an sich ist jedoch losgelöst von der Symmetrieachse des Lade- kontaktes zu betrachten und muss nicht mit dieser zusammenfal- len. Wenn vorliegend von einem korrespondierenden Ladesteckverbinder die Rede ist, dann ist damit einerseits ein Ladesteckverbinder gemeint, der das selbe Steckgesicht wie der Ladesteckverbinder aufweist, wobei das eine Steckgesicht aber Kontaktstifte auf- weist, wenn das andere Steckgesicht Kontakthülsen aufweist, und umgekehrt. Der Ladesteckverbinder und der korrespondierendem Ladesteckverbinder können also zusammengesteckt werden. Ande- rerseits wird vorliegend auch dann von einem korrespondieren Ladesteckverbinder gesprochen, wenn die Steckgesichter im zuvor genannten Sinne sich nur teilweise entsprechen, also der kor- respondierende Ladesteckverbinder z.B. nicht alle Kontakte auf- weist, die bei dem Ladesteckverbinder vorhanden sind, gleich- falls ist es nicht notwendig, dass die Kontaktelemente der La- dekontakte gleich voneinander beabstandet sind. Vielmehr genügt es, wenn die vorhandenen Kontakte des korrespondieren Lade- steckverbinders vom Steckgesicht her dem Ladesteckverbinder entsprechen, so dass der Ladesteckverbinder und der korrespon- dierende Ladesteckverbinder zusammengesteckt werden können. Ein solcher Fall liegt z.B. vor bei einer an einem Ladekabel angeschlossenen Ladekupplung für ein Gleichstromladen nach der 6 14. Mai 2024 Kiekert AG europäischen Norm IEC 62196 Typ 2. Eine solche Ladekupplung ist in einen in die Karosserie eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs eingebauten und für ein Wechselstromladen sowie für ein Gleich- stromladen geeigneten Ladeeinbausteckers einsteckbar, wobei im Wechselstromsteckgesicht bei der Gleichstromladenladekupplung nur die Kommunikationskontakte und der Schutzkontakt vorhanden sind, jedoch keine Kontakte für Außenleiter und einen Mittel- leiter für ein Wechselstromladen. Das Bereitstellen zweier Sets von Ladekontakten ermöglicht eine an einem Ladekabel angeschlossene Combo-Charging-Standard-Typ 1 Ladekupplung nach der Norm SAE J1772 in einen in die Karosserie eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs eingebauten und für ein Wechselstromladen sowie für ein Gleichstromladen geeigneten Combo-Charging-Standard-Typ 2 Ladeeinbaustecker nach der euro- päischen Norm IEC 62196 Typ 2 einzustecken, wobei in dem Lade- einbaustecker das zweite Paar Ladekontakte in den Aufnahmen angeordnet ist. Vorliegend werden solche Kontakte als Gleichstromladekontakte bezeichnet, die ausschließlich für das Laden mit Gleichstrom vorgesehen sind. Gleichstromladekontakte sind sowohl bei Combo- Charging-Standard-Typ 2, als auch bei Combo-Charging-Standard- Typ 1 Ladesteckverbindern gesondert lateral nebeneinander unter den Wechselstromladekontakten angeordnet. Für die Anpassung der jeweiligen Kontaktelemente des einen Standards an diejenigen des anderen Standards muss daher im Fall von Gleichstromlade- kontakten zunächst nur der laterale Abstand der Gleichstrom- ladekontakte an sich berücksichtigt werden. Daher ist die Ver- wendung der Erfindung für Gleichstromladekontakte besonders be- vorzugt. 7 14. Mai 2024 Kiekert AG In Abgrenzung zu Gleichstromkontakten gibt es Wechselstromlade- kontakte. Damit sind die Außenleiter sowie der Neutralleiter (Mittelleiter) gemeint, die jedenfalls auch für eine Laden mit Wechselstrom vorgesehen sind. Als Außenleiter (umgangssprach- lich auch als Phase bezeichnet) wird dabei ein Leiter bezeich- net, der im üblichen Betrieb unter Spannung steht und zur Über- tragung oder Verteilung elektrischer Energie beitragen kann, aber kein Neutralleiter ist. Ein Neutralleiter ist ein Leiter, der mit dem Neutralpunkt elektrisch verbunden und in der Lage ist, zur Verteilung elektrischer Energie beizutragen. In der europäischen Norm IEC 62196 Typ 2 werden die Kontakte, die vorliegend als Wechselstromladekontakte bezeichnet werden, mit L1, L2 und L3 (Außenleiter) und mit N (Neutralleiter) und die Gleichstromladekontakte mit DC+ und DC- bezeichnet. Diesem Ver- ständnis soll nicht entgegenstehen, dass die europäische Norm IEC 62196 Typ 2 auch eine Betriebsart kennt, gemäß der über die Kontakte L1, L2, L3 und N ein Gleichstromladen erfolgt. Grundsätzlich können die Ladekontakte auf verschiedene Arten in den Aufnahmen angeordnet werden. Gemäß einer bevorzugten Wei- terbildung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass die Auf- nahmen und wenigstens ein Paar von Ladekontakten jeweils eine derartige Passform aufweisen, dass das Paar von Ladekontakten ausschließlich in einer einzigen Orientierung in den Aufnahmen aufnehmbar ist. Unter einer einzigen Orientierung wird hier die Positionierung der Ladekontakte in einem bestimmten Winkel in den Aufnahmen bezüglich einer Rotation um die Symmetrieachse der Ladekontakte verstanden. Dadurch soll bei der Montage si- chergestellt werden, dass ein vorher festgelegter Abstand zwi- schen den Kontaktelementen erzielt werden kann. Dazu können die Ladekontakte und die Aufnahmen derart ausgebildet sein, dass eine Fehlersicherung hinsichtlich der Orientierung der Ladekon- takte in den Aufnahmen in Form eines Poka-Yoke-Designs gegeben 8 14. Mai 2024 Kiekert AG ist, sodass der einzelne Ladekontakt ausschließlich in der durch das Poka-Yoke-Design vorgegebenen Orientierung in der Aufnahme angeordnet werden kann. Der japanische Ausdruck „Poka Yoke“ bezeichnet ein aus mehreren Elementen bestehendes Prinzip, wel- ches technische Vorkehrungen bzw. Einrichtungen zur sofortigen Fehleraufdeckung und -verhinderung umfasst. Poka Yoke ähnelt als fehlervermeidendes Prinzip einem Schlüssel-Schloss-Prinzip: Nur wenn ein passendes Gegenstück verwendet wird, kann die mit- tels Poka Yoke geschützte Funktion aktiviert werden, hier also die richtige Orientierung eingenommen werden. Grundsätzlich sind vorliegend verschiedene Arten der Fehlersi- cherung realisierbar. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass die Ladekontakte mit der Passform bzw. die Aufnahmen jeweils eine Nut aufweisen, in der ein entsprechender in der jeweiligen Aufnahme bzw. in dem La- dekontakt mit der Passform ausgebildeter Fortsatz aufnehmbar ist. Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die Ladekontakte mit der Passform und die Aufnahmen jeweils an einem Abschnitt des Umfangs abgeflacht sind, sodass sich einan- der entsprechende Passflächen ergeben. Die Passform und die Passflächen sind dabei so ausgebildet, dass ausschließlich dazu vorgesehene Ladekontakte in dazu vorgesehenen Aufnahmen in ei- ner Orientierung angeordnet sein können. Mit Passform sind hier die jeweiligen Formen des Ladekontaktes gemeint, die mit ent- sprechenden Negativen, die Passflächen, Fortsätze, Nuten oder Aussparungen der jeweiligen Formen sein können, in den Aufnahmen gepasst sind. Prinzipiell können die Kontaktelemente verschieden weit vonei- nander beabstandet sein. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass die Mittelachsen der Kontaktelemente des ersten Paars von Ladekontakten in einem in 9 14. Mai 2024 Kiekert AG den Aufnahmen angeordneten Zustand 27 mm voneinander beabstandet sind und die Mittelachsen der Kontaktelemente des zweiten Paars von Ladekontakten in einem in den Aufnahmen angeordneten Zustand 26 mm voneinander beabstandet sind. Das ermöglicht es, dass der Ladesteckverbinder mit dem ersten in den Aufnahmen angeordneten Paar Ladekontakte mit korrespondierenden Ladesteckverbindern des Combo-Charging-Standard-Typ 1 sowie der Ladesteckverbinder mit dem zweiten in den Aufnahmen angeordneten Paar Ladekontakte mit korrespondierenden Ladesteckverbindern des Combo-Charging- Standard-Typ 2 koppelbar ist. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorge- sehen, dass die Kontaktelemente des zweiten Paars von Ladekon- takten exzentrisch angeordnet sind, die Ladekontakte in zwei Orientierungen in den Aufnahmen aufnehmbar sind und die Kontak- telemente in einer zweiten Orientierung der Ladekontakte in den Aufnahmen weiter voneinander beabstandet sind als in der ersten Orientierung. Dadurch ist es möglich, beide Abstände mit einem Paar Ladekontakte in verschiedenen Orientierungen zu realisie- ren. Vorzugsweise unterscheidet sich die erste Orientierung um 180° von der zweiten Orientierung, sodass die Mittelachsen bei- der Kontaktelemente mit den Symmetrieachsen der Ladekontakte in einer Ebene liegen. Es ist möglich, die Bohrungen auf verschiedene Arten in den Ladekontakten anzuordnen. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass die Ladekontakte Kon- takthülsen mit Bohrungen sind, in denen korrespondierende Kon- taktstifte aufnehmbar sind, und die Bohrungen wenigstens eines Paars von Ladekontakten in dem jeweiligen Ladekontakt exzent- risch angeordnet ist. Die Mittelachse der Bohrung ist demnach 10 14. Mai 2024 Kiekert AG nicht koaxial mit der Symmetrieachse des Ladekontaktes angeord- net, sondern verläuft in einem Abstand parallel zu der Symmet- rieachse. Die Erfindung betrifft außerdem auch die Verwendung eines La- desteckverbinders nach einem der vorhergehenden Ansprüche an der Fahrzeugkarosserie eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs. Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeich- nungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter im Detail beschrieben. In den Zeichnungen zeigen Fig. 1 einen Ladesteckverbinder gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer per- spektivischen Ansicht, Fig. 2 einen zu dem Steckverbinder aus Fig. 1 korrespon- dierenden Steckverbinder, Fig. 3 den Ladesteckverbinder aus Fig. 1 in einer Seiten- ansicht, Fig. 4a ein erstes Paar Ladekontakte in einem Gehäuse des Ladesteckverbinders Fig. 4b ein zweites Paar Ladekontakte in einem Gehäuse des Ladesteckverbinders und Fig. 5 die Installation eines Ladesteckverbinders gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel an der Ka- rosserie eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs. 11 14. Mai 2024 Kiekert AG Aus Fig. 1 ist in einer perspektivischen Ansicht ein Ladesteck- verbinder 1 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Er- findung ersichtlich. Dabei handelt es sich um einen Ladeeinbau- stecker zum Einbau in die Fahrzeugkarosserie 17 eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs 16, wie schematisch in Fig. 5 dargestellt. Der vorliegende Ladesteckverbinder 1 ist im Wesentlichen und von seinem Steckgesicht her ein Ladeeinbaustecker gemäß der europäischen Norm IEC 62196 Typ 2. Neben nicht weiter mit Be- zugszeichen versehenen Wechselstromladekontakten, einem Schutz- kontakt und Kommunikationskontakten weist der Ladesteckverbin- der 1 zwei Gleichstromladekontakte 2 für ein Gleichstromladen auf. Der Ladesteckverbinder 1 ist mit einem korrespondierenden La- desteckverbinder 4 koppelbar, der in Fig. 2 dargestellt ist. Dabei handelt es sich um eine Ladekupplung, die an einem Lade- kabel befestigbar ist und mit dem Ladeeinbaustecker zusammen- gesteckt werden kann. Die hier exemplarisch gezeigte Ladekupp- lung ist eine solche für ein Gleichstromladen und weist daher korrespondierende Gleichstromladekontakte 3, einen Schutzkon- takt und Kommunikationskontakte auf. Der korrespondierende La- desteckverbinder 4 weist Kontaktelemente 5 an den korrespondie- renden Ladekontakten 3 auf, die als Kontakthülsen ausgebildet sind. Diese Kontaktelemente 5 sind 26 mm voneinander beab- standet. Der in Fig. 3 gezeigte Ladesteckverbinder kann mit einem ersten Paar 11 von Ladekontakten 2 bzw. mit einem zweiten Paar 13 von adekontakten 2 in Aufnahmen 9 versehen sein. Vorliegend ist es jetzt so, dass bei dem ersten Paar 11 von Ladekontakten 2 eine Symmetrieachse 14 der Ladekontakte 2 koaxial mit einer Mittel- 12 14. Mai 2024 Kiekert AG achse 12 der Kontaktelemente 5 zusammenfällt und die Kontakte- lemente 5, die vorliegend als in die Kontakthülsen einsteckbare Kontaktstifte ausgeführt sind, 27 mm voneinander beabstandet sind. Der Ladesteckverbinder 1 in Fig. 3 ist allerdings mit dem zweiten Paar 13 von Ladekontakten 2 in den Aufnahmen 9 ausge- bildet. Die Kontaktelemente 5 sind mit ihrer Mittelachse 12 exzentrisch bezogen auf die jeweiligen Symmetrieachsen 14 an- geordnet. Dadurch sind die Kontaktelemente 526 mm voneinander beabstandet, sodass der korrespondierende Ladesteckverbinder 4 in den Ladesteckverbinder 1 eingesteckt werden kann. In der Seitenansicht in Fig. 3 fallen die Symmetrieachse 14 sowie die Mittelachse 12 in eine Ebene. Damit sichergestellt ist, dass mit dem jeweiligen Paar Ladekontakte 2 der vorgesehene Abstand zwischen den Kontaktelementen erzielt werden kann, sind diese Ladekontakte 2 mittels eines Poka-Yoke-Designs nur in einer Orientierung in den Aufnahmen 9 aufnehmbar. Zwei verschiedene Poka-Yoke-Varianten sind in den Fig. 4a und 4b ersichtlich. Fig. 4b zeigt das erste Paar 11 Ladekontakte 2 in den Aufnahmen 9 des Gehäuses 6 des Ladesteckverbinders 1. Die Kontaktelemente 5 sind in einer durch die in den Ladekon- takten 2 ausgebildete Nut 8 und den gehäuseseitig eingepassten Fortsatz 10 der Aufnahme 9 in einer Orientierung 27 mm vonei- nander beabstandet. In Fig. 4a ist das zweite Paar 13 Ladekontakte 2 mit einer weiteren Poka-Yoke-Variante durch einander entsprechende Pass- flächen 7 in einer Orientierung 26 mm voneinander beabstandet. Die Symmetrieachse 14 und die Mittelachse 12 liegen in einer Ebene und verlaufen parallel zueinander. Diese weitere Poka- Yoke-Variante ist mit der oben gezeigten Poka-Yoke-Variante nicht kompatibel. Ein erfindungsgemäßes Set aus einem ersten 13 14. Mai 2024 Kiekert AG Paar 11 und einem zweiten Paar 13 Ladekontakte 2 kann entspre- chend nur eine der beiden oben gezeigten Varianten aufweisen.
14 14. Mai 2024 Kiekert AG Bezugszeichenliste 1 Ladesteckverbinder 2 Ladekontakt 3 korrespondierender Ladekontakt 4 korrespondierender Ladesteckverbinder 5 Kontaktelement 6 Gehäuse 7 Passfläche 8 Nut 9 Aufnahme 10 Fortsatz 11 erstes Paar 12 Mittelachse 13 zweites Paar 14 Symmetrieachse 16 Elektro- oder Hybridfahrzeug 17 Fahrzeugkarosserie

Claims

15 14. Mai 2024 Kiekert AG Patentansprüche 1. Set zur Herstellung eines Ladesteckverbinders (1) für Elektro- und Hybridfahrzeuge, mit einem Gehäuse (6), einem ers- ten Paar (11) Ladekontakten (2) zum Kontaktieren korrespondie- render Ladekontakte (3) eines korrespondierender Ladesteckver- binders (4) und einem zweiten Paar (13) Ladekontakten (2) zum Kontaktieren korrespondierender Ladekontakte (3) eines korres- pondierender Ladesteckverbinders (4), wobei die Ladekontakte (2) jeweils ein Kontaktelement (5) auf- weisen, wobei die Kontaktelemente (5) alle entweder wenigstens abschnittsweise zylinderförmige Kontaktstifte oder Kontakthül- sen mit einer jeweiligen wenigstens abschnittsweise zylinder- förmigen Bohrung sind, das Gehäuse (6) ein Paar Aufnahmen (9) für die Aufnahme des ersten Paars (11) von Ladekontakten (2) bzw. des zweiten Paars (13) von Ladekontakten (2) aufweist und die Ladekontakte (2) des ersten Paars (11) und die Lade- kontakte (2) des zweiten Paars (13) derart ausgebildet sind, dass die Mittelachsen (12) der Kontaktelemente (5) des ersten Paars (11) in einem in den Aufnahmen (9) angeordneten Zustand weiter voneinander beabstandet sind als die Mittelachsen (12) der Kontaktelemente (5) des zweiten Paars (13) in einem in den Aufnahmen (9) angeordneten Zustand. 2. Ladesteckverbinder (1) nach Anspruch 1, wobei die Aufnahmen (9) und wenigstens ein Paar von Ladekontakten (2) jeweils eine derartige Passform aufweisen, dass das Paar von Ladekontakten (2) ausschließlich in einer einzigen Orientierung in den Auf- nahmen (9) aufnehmbar ist. 3. Ladesteckverbinder (1) nach Anspruch 2, wobei die Ladekon- takte (2) mit der Passform bzw. die Aufnahmen (9) jeweils eine
16 14. Mai 2024 Kiekert AG Nut (8) aufweisen, in der ein entsprechender in der jeweiligen Aufnahme (9) bzw. in dem Ladekontakt (2) mit der Passform aus- gebildeter Fortsatz (10) aufnehmbar ist. 4. Ladesteckverbinder (1) nach Anspruch 2, wobei die Ladekon- takte (2) mit der Passform und die Aufnahmen (9) jeweils an einem Abschnitt des Umfangs abgeflacht sind, sodass sich einan- der entsprechende Passflächen (7) ergeben. 5. Ladesteckverbinder (1) nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die Mittelachsen (12) der Kontaktelemente (5) des ersten Paars (11) von Ladekontakten (2) in einem in den Aufnahmen (9) angeordneten Zustand 27 mm voneinander beabstandet sind und die Mittelachsen (12) der Kontaktelemente (5) des zweiten Paars (13) von Ladekontakten (2) in einem in den Aufnahmen (9) angeordneten Zustand 26 mm voneinander beabstandet sind. 6. Ladesteckverbinder (1) nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die Kontaktelemente (5) des zweiten Paars (13) von Lade- kontakten (2) exzentrisch angeordnet sind, die Ladekontakte (2) in zwei Orientierungen in den Auf- nahmen (9) aufnehmbar sind, und die Kontaktelemente (5) in einer zweiten Orientierung der Ladekontakte (2) in den Aufnahmen (9) weiter voneinander beab- standet sind als in der ersten Orientierung. 7. Ladesteckverbinder (1) nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die Kontaktelemente (5) Kontakthülsen mit Bohrungen sind, in denen korrespondierende Kontaktstifte aufnehmbar sind, und die Bohrungen wenigstens eines Paars von Ladekontakten (2) in dem jeweiligen Ladekontakt (2) exzentrisch angeordnet ist.
17 14. Mai 2024 Kiekert AG 8. Verwendung eines Ladesteckverbinders nach einem der Ansprü- che 1 bis 7 an der Fahrzeugkarosserie (17) eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs (16).
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