DE19509336C2 | 2001-04-12 | |||
EP2362499A1 | 2011-08-31 | |||
DE19509336C2 | 2001-04-12 |
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. |
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
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