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Patent Searching and Data


Title:
ELECTRICAL PLUG WITH A LOCKING LEVER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/001205
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an electrical plug (1), in particular a charging plug for a vehicle which can be electrically driven, which is intended to be connected to a corresponding socket (2), comprising a plug housing (12) and a two-armed locking lever (10) which is held on the plug housing (12) in a pivotable manner, wherein one arm is designed as a locking arm (14) having a locking element (24) for engaging with a corresponding element (26) which is formed on the socket (2), the other arm is designed as an operating arm (16) in order to cancel locking of the plug (2), and the locking lever (10) has, on its locking arm (14), an undercut (30) and the plug housing (12) has a corresponding contact area (34) in order to transfer tensile forces which are exerted on the locking arm (14) by the socket (2) to the plug housing (12).

Inventors:
FUNKE CHRISTIAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2013/062942
Publication Date:
January 03, 2014
Filing Date:
June 20, 2013
Export Citation:
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Assignee:
PHOENIX CONTACT GMBH & CO (DE)
International Classes:
H01R13/627
Foreign References:
DE19509336C22001-04-12
EP2362499A12011-08-31
DE19509336C22001-04-12
Attorney, Agent or Firm:
MICHALSKI HÜTTERMANN & PARTNER PATENTANWÄLTE (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Elektrischer Stecker (1), insbesondere Ladestecker für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug, zur Verbindung mit einer korrespondierenden Buchse (2), mit

einem Steckergehäuse (12), und

einem zweiarmigen Verriegelungshebel (10), der an dem Steckergehäuse (12) verschwenkbar gehalten ist,

wobei der eine Arm als Verriegelungsarm (14) mit einem Verriegelungselement (24) zum Eingriff mit einem an der Buchse (2) ausgebildeten korrespondierenden Element (26) ausgeführt ist, und

der andere Arm als Betätigungsarm (16) ausgeführt ist, um die Verrieglung des Steckers (2) aufzuheben,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Verriegelungshebel (10) an seinem Verriegelungsarm (14) einen Hintergriff (30) und das Steckergehäuse (12) eine korrespondierende Anlagefläche (34) aufweist, um von der Buchse (2) auf den Verriegelungsarm (14) ausgeübte Zugkräfte auf das Steckergehäuse (12) zu übertragen.

2. Stecker (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass

der Verriegelungshebel (10) an seinem Verriegelungsarm (14) eine Mehrzahl Hintergriffe (30) und das Steckergehäuse (12) eine Mehrzahl damit korrespondierender Anlageflächen (34) aufweist.

3. Stecker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verriegelungshebel (10) an seinem Verriegelungsarm

(14) zwei Hintergriffe (30) aufweist.

4. Stecker (1) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl Hintergriffe (30) axial an der gleichen Position an dem Verriegelungsarm (14) angeordnet ist.

5. Stecker (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass

die Mehrzahl Hintergriffe (30) in Umfangsrichtung gleichmäßig beabstandet an dem Verriegelungsarm (14) angeordnet ist.

6. Stecker (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

der Verriegelungshebel (10) in seiner verschwenkbaren Lagerung ein größeres Spiel aufweist, als ein Spiel

zwischen wenigstens einem Hintergriff (30) und der

korrespondierenden Anlagefläche (34).

7. Stecker (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

der Verriegelungshebel (10) einteilig auf Kunststoff gefertigt ist.

8. Stecker (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

der Verriegelungshebel (10) als Profilstab ausgeführt ist .

9. Stecker (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

der Verriegelungshebel (10) zwei Lagerungsstifte (18) aufweist, die sich an gegenüberliegenden Seiten davon erstrecken .

10. Stecker (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stecker (1) als Ladestecker vom Typ 1 oder Combo Typ 1 ausgeführt ist.

Description:
Elektrischer Stecker mit Verriegelungshebel

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen

Stecker, insbesondere einen Ladestecker für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug, zur Verbindung mit einer

korrespondierenden Buchse, mit einem Steckergehäuse, und einem zweiarmigen Verriegelungshebel, der an dem

Steckergehäuse verschwenkbar gehalten ist, wobei der eine Arm als Verriegelungsarm mit einem Verriegelungselement zum Eingriff mit einem an der Buchse ausgebildeten

korrespondierenden Element ausgeführt ist, und der andere Arm als Betätigungsarm ausgeführt ist, um die Verrieglung des Steckers aufzuheben. Elektrische Stecker der oben genannten Art werden in verschiedenen Bereichen zur Übertragung von elektrischer Energie verwendet. Diesen Steckern gemein ist, dass die Verbindung mit einer korrespondierenden Buchse häufig unterbrochen oder gewechselt wird, so dass eine manuelle Interaktion eines Bedieners erfolgt. Aufgrund von durch den Stecker fließenden Stromstärken ist eine zuverlässige

Verbindung mit einer korrespondierenden Buchse

erforderlich, um ein unbeabsichtigtes Trennen des Steckers zu verhindern. Der Verriegelungshebel hat die Funktion, den Stecker und die korrespondierende Buchse im verbundenen Zustand miteinander zu verriegeln. Der Bediener kann den Stecker durch Betätigung des Verriegelungshebels gegen eine Federkraft entriegeln und dann den Stecker unter

Aufbringung einer axialen Zugkraft in Richtung weg von der Buchse von dieser trennen.

Insbesondere werden derartige Stecker im Bereich der

Elektromobilität verwendet. Konkrete Beispiele für solch Stecker sind die Ladestecker Typ 1 oder COMBO Typ 1 zum Laden elektrischer Fahrzeuge. Der Ladestecker stellt dabei eine elektrische und mechanische Verbindung mit der

Ladebuchse her. Der Verriegelungshebel ist in einem

Drehpunkt verschwenkbar gelagert, wobei sein

Verriegelungsarm zur Verriegelung mit der korrespondierende Ladebuchse, auch Fahrzeuginlet genannt, ausgeführt ist. Ein derartiger Ladestecker ist beispielsweise aus der DE 195 09 336 C2 bekannt. Der Verriegelungshebel ist ein sicherheitsrelevantes

Bauteil in dem Stecker, der Schutz gegen das Trennen des Steckers von der Ladebuchse unter Stromlast bietet.

Beispielsweise soll für den oben beschriebenen Ladestecker die Verriegelung entsprechend der Norm IEC 62196-3 im verriegelten Zustand 753 N bei axialem Zug des Ladesteckers durch den Bediener standhalten. Dies stellt hohe

Anforderungen an den Verriegelungshebel, insbesondere an seine Lagerung, wodurch derartige Verriegelungshebel aufwendig und teuer in der Herstellung und der Montage sind. Üblich ist heutzutage, den Verriegelungshebel mit einem Metallbolzen zur Lagerung an dem Steckergehäuse des Ladesteckers auszuführen, um die erforderliche

Belastbarkeit gewährleisten zu können. Der Bolzen ist teuer und eine Bolzenmontage aufwendig, wodurch die Herstellung des Ladesteckers ineffizient ist.

Ausgehend von dem oben genannten Stand der Technik liegt der Erfindung somit die Aufgabe zugrunde, einen

elektrischen Stecker der oben genannten Art anzugeben, der sicher, einfach handzuhaben und einfach und kostengünstig herzustellen ist.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben .

Erfindungsgemäß ist somit ein elektrischer Stecker, insbesondere Ladestecker für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug, zur Verbindung mit einer korrespondierenden

Buchse angegeben, mit einem Steckergehäuse, und einem zweiarmigen Verriegelungshebel, der an dem Steckergehäuse verschwenkbar gehalten ist, wobei der eine Arm als

Verriegelungsarm mit einem Verriegelungselement zum

Eingriff mit einem an der Buchse ausgebildeten

korrespondierenden Element ausgeführt ist, der andere Arm als Betätigungsarm ausgeführt ist, um die Verrieglung des Steckers aufzuheben, und der Verriegelungshebel an seinem Verriegelungsarm einen Hintergriff und das Steckergehäuse eine korrespondierende Anlagefläche aufweist, um von der Buchse auf den Verriegelungsarm ausgeübte Zugkräfte auf das Steckergehäuse zu übertragen. Grundidee der vorliegenden Erfindung ist es somit, an dem Verriegelungsarm einen Hintergriff anzubringen, um axiale Zugkräfte, die auf den Stecker einwirken, über den

Hintergriff auf die Anlagefläche und damit das

Steckergehäuse zu übertragen. Diese Kräfte treten bei dem Versuch auf, den Stecker beabsichtigt oder unbeabsichtigt ohne Betätigung des Verriegelungshebels aus seiner

Verbindung mit der Ladebuchse herauszulösen. Die

Kraftübertragung kann frei konfiguriert werden. Dies führt dazu, dass insbesondere eine Lagerung des

Verriegelungshebels einfach ausgeführt werden kann. Die Lagerung liegt außerhalb des Kraftflusses und ist bei axialem Zug an dem Stecker durch den Bediener lastfrei. Metallbolzen und eine gegebenenfalls erforderliche

Bolzenmontage entfallen, da eine durch Metallbolzen bereitgestellte Stabilität in der Lagerung nicht

erforderlich ist. Auch ist eine Kraftleitung von dem

Verriegelungselement über die Hintergriffe verglichen mit einer Kraftleitung von dem Verriegelungselement über die Lagerung vorteilhaft, da die Länge der Kraftleitung

reduziert ist. Dies ist günstig für das Design des

Verriegelungshebels. Bevorzugt sind die Hintergriffe mit einem Querschnitt ausgeführt, der einem rechtwinkeligen Dreieck entspricht, wobei sich das Dreieck an dem

Verriegelungsarm in Richtung zu dem Betätigungsarm

verjüngt. Dadurch wird eine gleichmäßige Auflagefläche an dem Hintergriff geschaffen, die stabil mit dem

Verriegelungsarm verbunden ist. Der Stecker stellt eine elektrische und mechanische

Verbindung mit der korrespondierenden Buchse her. Der

Stecker kann erfindungsgemäß sowohl auch als Buchse mit entsprechenden elektrischen Kontakten ausgeführt sein.

Relevant ist dabei, dass der Stecker als bewegliches Teil in eine korrespondierende Buchse gesteckt wird, weshalb die Betätigung über den Stecker erfolgt. Bevorzugt ist die Buchse quasi stationär angebracht, beispielsweise an einem Fahrzeug, so dass die Buchse zum Verbinden mit dem Stecker durch den Bediener als nicht beweglich angesehen werden kann. Der Verriegelungshebel ist vorzugsweise federnd gelagert, so dass er automatisch in einer

Verriegelungsposition gehalten wird und nur durch

Betätigung über den Betätigungsarm gegen die federnde

Lagerung aus dieser Position überführt werden kann. Somit ist der Verriegelungshebel selbstsichernd, da er eine aktive Betätigung zum Entfernen des Steckers erfordert. Das Steckergehäuse kann beliebig ausgeführt sein. Auch die Anlagefläche kann an einer beliebigen Stelle des Steckergehäuses ausgebildet sein. Vorzugsweise ist die Anlagefläche innerhalb des Steckers ausgebildet.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Verriegelungshebel an seinem

Verriegelungsarm eine Mehrzahl Hintergriffe und das

Steckergehäuse eine Mehrzahl damit korrespondierender

Anlageflächen aufweist. Durch die Mehrzahl Hintergriffe kann einerseits eine große Kraft von dem Verriegelungshebel aufgenommen und in das Steckergehäuse eingeleitet werden, während andererseits die Krafteinleitung von dem

Verriegelungshebel in das Steckergehäuse durch die

Anordnung der Hintergriffe und der korrespondierenden

Anlageflächen gestaltet, verteilt und optimiert werden kann.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Verriegelungshebel an seinem

Verriegelungsarm zwei Hintergriffe aufweist. Die zwei

Hintergriffe sind bei entsprechender Ausgestaltung

ausreichend, um die geforderten Zugkräfte aufnehmen zu können. Gleichzeitig weist der Verriegelungshebel mit zwei Hintergriffen eine einfache Konstruktion auf und kann somit effizient hergestellt und montiert werden.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Mehrzahl Hintergriffe axial an der gleichen Position an dem Verriegelungsarm angeordnet ist. Dadurch wird sichergestellt, dass der Verriegelungsarm die Kraft gleichmäßig in das Steckergehäuse einleiten kann. Eine ungleichmäßige Kraftübertragung durch den

Verriegelungsarm, die gegebenenfalls zu Querkräften führen kann, wird vermieden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Mehrzahl Hintergriffe in

Umfangsrichtung gleichmäßig beabstandet an dem

Verriegelungsarm angeordnet ist. Durch die gleichmäßige Verteilung der Hintergriffe werden nur axiale Kräfte auf die Anlageflächen übertragen, was die Konstruktion des Verriegelungshebels erleichtert. Eine ungleichmäßige

Kraftübertragung durch den Verriegelungsarm, die

gegebenenfalls zu Querkräften führen kann, wird vermieden. Besonders bevorzugt sind an dem Verriegelungsarm zwei Hintergriffe gegenüberliegend angeordnet.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Verriegelungshebel in seiner

verschwenkbaren Lagerung ein größeres Spiel aufweist, als ein Spiel zwischen wenigstens einem Hintergriff und der korrespondierenden Anlagefläche. Das Spiel erleichtert die Betätgiung des Verriegelungshebels. Beispielsweise kann durch das Spiel Reibung zwischen der Anlagefläche und dem Hintergriff gering sein, um eine einfache Betätigung zu gewährleisten. Wenn die Lagerung ein größeres Spiel in axialer Richtung aufweist als der Hintergriff wird

sichergestellt, dass die axialen Kräfte ausschließlich über den Hintergriff auf das Steckergehäuse übertragen werden. Die Lagerung des Verriegelungshebels kann mechanisch unbelastet bleiben.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Verriegelungshebel einteilig aus Kunststoff gefertigt ist. Durch den oder die Hintergriffe ist es möglich, ausreichend große Flächen zur Übertragung von Kräften auf das Steckergehäuse zu schaffen, und dabei eine stabile Ausgestaltung insbesondere des

Verriegelungshebels zu gewährleisten. Die Herstellung aus Kunststoff ist einfach und kostengünstig möglich. Bevorzugt ist der Verriegelungshebel im Spritzgussverfahren

hergestellt . In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Verriegelungshebel als Profilstab ausgeführt ist. Der Profilstab weist bei geringem Materialeinsatz eine hohe Stabilität auf. Insbesondere kann durch das Profil die Festigkeit des Verriegelungshebels quer zu seiner

Längsachse erhöht werden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Verriegelungshebel zwei Lagerungsstifte aufweist, die sich an gegenüberliegenden Seiten davon erstrecken. Die Lagerungsstifte sind im Wesentlichen mechanisch unbelastet, und müssen insbesondere keine axialen Zugkräfte, die auf den Stecker einwirken, aufnehmen. Daher können sie mit einer geringen Festigkeit ausgeführt sein. Bevorzugt sind die Lagerungsstifte als Kunststoffstifte ausgeführt, die einteilig an dem Verriegelungshebel ausgebildet sind. Durch die einteilige Ausführung des Verriegelungshebels ist dieser besonders kostengünstig herzustellen. Bevorzugt sind die Lagerungsstifte in einer Schwenklagerung an dem

Steckergehäuse aufgenommen, wobei die Schwenklagerung einteilig mit dem Steckergehäuse ausgeführt ist. Auch die Schwenklagerung ist im Wesentlichen mechanisch unbelastet und kann mit einer geringen Festigkeit ausgeführt sein.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Stecker als Ladestecker vom Typ 1 oder Combo Typ 1 ausgeführt ist. Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung anhand bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines elektrischen

Steckers gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer korrespondierenden Buchse im verbundenen Zustand,

Fig. 2 den Stecker mit der korrespondierenden Buchse aus

Fig. 1 in einer Ansicht von der Hinterseite der Buchse,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch den Stecker und die

korrespondierenden Buchse aus Fig. 1 gemäß einer in Fig. 2 gezeigten Schnittkante A-A

Fig. 4 eine Seitenansicht des Steckers und der

korrespondierenden Buchse aus Fig. 1, in der der Stecker teilweise eröffnet ist,

Fig. 5 die Ansicht aus Fig. 1, bei der nur der Stecker in Längsrichtung eröffnet wurde, und

Fig. 6 eine Detailansicht aus Fig. 5 mit dem

Verriegelungshebel gemäß der vorliegenden

Erfindung .

Die Figuren 1 und 2 zeigen einen erfindungsgemäßen Stecker 1 in Verbindung mit einer korrespondierenden Buchse 2. Der Stecker 1 ist hier als Ladestecker Combo Typ 1 ausgeführt, und die Buchse 2 als korrespondierende Ladebuchse. Details zu diesem Ladestecker 1 und der entsprechenden Ladebuchse 2 sind im Stand der Technik bekannt und werden nicht weiter spezifiziert. Ein Steckergesicht 3 der Ladebuchse 2 und des Ladesteckers 1 ist in der Ansicht in Figur 2 erkennbar. Die Ladebuchse 2 ist üblicherweise an einem hier nicht

gezeigten Elektrofahrzeug angebracht, während der

Ladestecker 1 an einem Kabel angebracht ist. Über das Kabel und den Ladestecker 1 kann das Elektrofahrzeug mit einer Ladestation verbunden und aufgeladen werden.

Wie sich aus den Figuren 3 bis 6 ergibt umfasst der

Ladestecker 1 einen Verriegelungshebel 10, der an einem Steckergehäuse 12 des Ladesteckers 1 verschwenkbar gehalten ist. Der Verriegelungshebel 10 ist als zweiarmiger

Schwenkhebel mit einem Verriegelungsarm 14 und einem

Betätigungsarm 16 ausgeführt. Der Verriegelungshebel 10 ist einteilig aus Kunststoff gefertigt und als Profilstab ausgeführt. Zur Lagerung weist der Verriegelungshebel 10 zwei Lagerungsstifte 18 auf, die sich an gegenüberliegenden Seiten davon erstrecken. Der Verriegelungshebel 10 ist mit den Lagerungsstiften 18 in einem durch zwei Aufnahmen 20 gebildeten Hebellager 22 an dem Steckergehäuse 12 gelagert.

Der Verriegelungsarm 14 ist an seinem freien Ende mit einem Verriegelungselement 24 zum Eingriff mit einem an der

Ladebuchse 2 ausgebildeten korrespondierenden Element 26 ausgeführt, wodurch der Ladestecker 1 mit der Ladebuchse 2 verriegelbar ist. Der Verriegelungshebel 10 weist an seinem Verriegelungsarm 14 zwei an gegenüberliegenden Seiten ausgebildete

Hintergriffe 30 auf, die das Profil eines rechtwinkeligen Dreiecks aufweisen und sich in axialer Richtung zu dem Betätigungsarm 16 verjüngen. Die beiden Hintergriffe 30 sind axial an der gleichen Position an dem Verriegelungsarm 14 angeordnet und umfassen zwei Kontaktflächen 32, die quer zur Längsachse des Verriegelungsarms 14 ausgebildet sind. Das Steckergehäuse 12 umfasst zwei korrespondierende

Anlageflächen 34, die mit den Kontaktflächen 32 der

Hintergriffe 30 in Anlage kommen, um axiale Zugkräfte, die auf den Ladestecker 1 einwirken, auf das Steckergehäuse 12 zu übertragen. Die Kraftleitung erfolgt somit in dem

Verriegelungsarm 14 von dem Verriegelungselement 24 zu den Hintergriffen 30.

Der Verriegelungshebel 10 weist in axialer Richtung in seiner Lagerung mit den Lagerungsstiften 18 in dem

Hebellager 22 ein größeres Spiel auf, als das Spiel zwischen der Kontaktfläche 32 der Hintergriffe 30 mit der Anlagefläche 34 des Steckergehäuses 12.

Der Verriegelungshebel 10 ist an dem freien Ende seines Betätigungsarms 16 mit einer Feder 36 federnd gelagert. An dem Steckergehäuse 12 ist ein Betätigungselement 38 vorgesehen, über das der Verriegelungshebel 10 unter

Überwindung der Federkraft der Feder 36 verschwenkbar ist.

Die Funktion des Ladesteckers 1 wird in Bezug auf seine Verriegelung an der Ladebuchse 2 im Weiteren beschrieben.

Durch die Federkraft der Feder 36 wird der

Verriegelungshebel 10 in seiner Verriegelungsposition gehalten, die in den Figuren gezeigt ist. Beim Verbinden des Ladesteckers 1 mit der Ladebuchse 2 kommt das

Verriegelungselement 24 mit dem korrespondierenden Element 26 in Anlage und verschwenkt den Verriegelungshebel 10 gegen die Federkraft der Feder 36 aus seiner

Verriegelungsposition, so dass die Verbindung von Ladestecker 1 und Ladebuchse 2 ohne Betätigung über das Betätigungselement 38 hergestellt werden kann. Wenn die Verbindung von Ladestecker 1 und Ladebuchse 2 hergestellt ist, wird der Verriegelungshebel 10 durch die Kraft der Feder 36 automatisch in seine Verriegelungsposition

überführt, so dass das Verriegelungselement 24 hinter dem korrespondierenden Element 26 verriegelt und eine feste Verbindung von Ladestecker 1 und Ladebuchse 2 hergestellt wird .

Beim Auftreten einer axialen Zugkraft an dem Ladestecker 1 wird die Kraft von dem Verriegelungsarm 14 über die

Kontaktflächen 32 der Hintergriffe 30 auf die Anlageflächen 34 des Steckergehäuses 12 übertragen, wodurch die

Lagerungsstifte 18 keiner mechanischen Belastung

unterliegen .

Zum Trennen des Ladesteckers 1 von der Ladebuchse 2 erfolgt eine Betätigung über das Betätigungselement 38, indem der Verriegelungshebel 10 gegen die Kraft der Feder 36

verschwenkt wird. Das Verriegelungselement 24 und das korrespondierende Element 26 sind nicht mehr im Eingriff, so dass die Trennung möglich ist.

Bezugs zeichenliste

Stecker, Ladestecker 1

Buchse, Ladebuchse 2

Steckergesicht 3

Verriegelungshebel 10

Steckergehäuse 12

Verriegelungsarm 14

Betätigungsarm 16

Lagerungsstift 18

Aufnahme 20

Hebellager 22

Verriegelungselement 24 korrespondierendes Element 26

Hintergriff 30

Kontaktfläche 32

Anlagefläche 34

Feder 36

Betätigungselement 38