DE102011002024A1

DE102011002024A1 - Ladestecker mit berührungsloser Schaltvorrichtung

Info

Publication number: DE102011002024A1
Application number: DE102011002024A
Authority: DE
Inventors: Bert Bergner; Sebastian Zabeck; Dusan Ondrej; Ulrich Buchmann; Werner Böck
Original assignee: Tyco Electronics AMP GmbH
Current assignee: TE Connectivity Germany GmbH
Priority date: 2011-04-13
Filing date: 2011-04-13
Publication date: 2012-10-18
Also published as: BR112013026205A2; JP2014511018A; KR20140023977A; TW201304319A; CA2832798A1; BR112013026205B1; KR101949411B1; EP2697872A1; JP6008939B2; US9401566B2; US20140106586A1; WO2012139982A1; CN103563183A; CN103563183B; EP2697872B1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Ladestecker (1) zur Verbindung mit einer Ladebuchse einer zu ladenden Einrichtung, beispielsweise eines wenigstens teilweise durch elektrische Energie angetriebenen Kraftfahrzeuges, oder mit einer Ladeenergie bereitstellenden Einrichtung. Um zu vermeiden, dass der Ladestecker infolge von Korrosion oder Elektromigration vorzeitig ausfällt, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine Schaltvorrichtung (27) des Ladesteckers (1) teilweise innerhalb und teilweise außerhalb einer gekapselten Leitungskammer (18) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Ladestecker zur Verbindung in einer Steckrichtung mit einer Ladebuchse einer mit elektrischer Ladeenergie zu versorgenden oder die Ladeenergie bereitstellenden Einrichtung, mit wenigstens einem mit einer Ladeenergieleitung Ladeenergie leitend verbindbaren Steckkontakt und mit einer Schaltvorrichtung, in Abhängigkeit von deren Schaltzustand die Versorgung mit Ladeenergie stattfindet, wobei die Schaltvorrichtung mit einem Schaltorgan, das einen geschlossenen und einen geöffneten Schaltzustand aufweist, und mit einem Auslöseorgan zur Beeinflussung des Schaltzustands ausgebildet ist.
Ladestecker der oben genannten Art sind allgemein bekannt und werden beispielsweise bei der Aufladung der Akkumulatoren von zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugen verwendet. Dabei kann der Ladestecker mit einer Ladebuchse des Kraftfahrzeugs und/oder mit einer Ladebuchse der als Ladestation ausgebildeten und die Ladeenergie bereitstellenden Einrichtung verbunden werden. Bevor der Ladevorgang gestartet werden kann, wird der Schaltzustand der Schaltvorrichtung abgefragt, damit Fehlfunktionen, beispielsweise durch Fehlsteckung, vermieden und weitere Sicherheitsaspekte berücksichtigt werden können. Hierzu kann die Schaltvorrichtung mit einem weiteren Steckkontakt des Ladesteckers und einem Leiter, z. B. einem Masseleiter des Ladesteckers, signalübertragend verbunden sein. Dabei kann der Ladestecker so ausgebildet sein, dass er die Erfordernisse des Entwurfs der Norm IEC 61851-1 Ed. 2.0 oder der aus diesem Entwurf hervorgehenden Norm erfüllt.
Da Ladestationen und Kraftfahrzeuge während des Ladevorgangs oftmals im Freien stehen, können Verunreinigungen und Feuchtigkeit in den Ladestecker eindringen, wobei insbesondere die Feuchtigkeit stromführende Komponenten des Ladesteckers auf Dauer durch Korrosion oder Elektromigration beschädigen kann, sodass die Funktion des Ladesteckers auf Dauer nicht gewährleistet sein kann.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, einen Ladestecker der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, der länger als bekannte Ladestecker im Freien verwendet werden kann.
Diese Aufgabe wird für den eingangs genannten Ladestecker dadurch gelöst, dass der Energieleiter und das Schaltorgan innerhalb und das Auslöseorgan außerhalb einer gekapselten Leitungskammer des Ladesteckers angeordnet sind.
Durch die Kapselung der Leitungskammer sind die in ihr angeordneten Komponenten des Ladesteckers effektiv gegen eindringende Feuchtigkeit oder Verunreinigungen geschützt. Ist das Auslöseorgan als ein passives Bauteil, durch das kein Strom fließt, ausgebildet, unterliegt dieses den nachteiligen Einflüssen von Feuchtigkeit weniger als das stromführende Schaltorgan, da keine Elektromigration des Materials des Auslöseorgans stattfinden kann.
Die erfindungsgemäße Lösung kann durch verschiedene, jeweils für sich vorteilhafte, beliebig miteinander kombinierbare Ausgestaltungen weiter verbessert werden. Auf diese Ausgestaltungsformen und die mit ihnen verbundenen Vorteile ist im Folgenden eingegangen.
In einer ersten vorteilhaften Ausgestaltungsform können das Auslöse- und das Schaltorgan berührungslos den Schaltzustand beeinflussend miteinander interagieren. Die berührungs- oder kontaktlose Verbindung zwischen dem Auslöse- und dem Schaltorgan ermöglicht die räumliche Trennung der beiden Organe, sodass das Schaltorgan innerhalb und das Auslöseorgan außerhalb der Leitungskammer angeordnet sein können. Das manuell betätigbare Auslöseorgan braucht nicht zusammen mit dem Schaltorgan gegen Feuchtigkeit abgedichtet zu sein. Folglich kann auf eine Abdichtung des bewegbar im Ladestecker aufgenommenen Auslöseorgans, beispielsweise durch mit der Zeit spröde und undicht werdende Gummidichtungen, verzichtet werden.
Die Ladeenergieleitung kann mit dem Steckkontakt Ladeenergie durch den Ladestecker leitend verbunden und wenigstens abschnittsweise innerhalb der gekapselten Ladekammer angeordnet sein. Das Auslöseorgan kann mit dem Schaltorgan dessen Schaltzustand beeinflussend verbunden sein.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform kann der Schaltzustand von der Position des Auslöseorgans relativ zum Schaltorgan abhängen. Das Auslöseorgan kann dabei so ausgestaltet und in den Ladestecker integriert sein, dass es einfach manuell zu betätigen und beispielsweise zu verschieben ist, sodass der Schaltzustand durch einen Benutzer des Ladesteckers einfach geändert werden kann.
Damit das Auslöse- und das Schaltorgan miteinander berührungslos interagieren können, kann das Schaltorgan in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform einen Schaltsensor aufweisen, der physikalische Eigenschaften in seiner Umgebung in Schaltzustandsänderung wandelt. Ferner kann die Schaltvorrichtung eine Schaltquelle aufweisen, welche die durch den Schaltsensor detektierten physikalischen Eigenschaften hervorruft. Diese Schaltquelle kann innerhalb oder außerhalb der Leitungskammer angeordnet sein. Zur Beeinflussung des Schaltzustands kann die Stärke der am Schaltsensor wirkenden physikalischen Eigenschaften von der Position des Auslöseorgans relativ zum Schaltorgan und/oder zur Schaltquelle abhängen. Das Auslöseorgan kann also die Übertragung der physikalischen Eigenschaften von der Schaltquelle an den Schaltsensor beeinflussend ausgebildet sein.
Um den Schaltzustand definiert ändern zu können, kann das Auslöseorgan in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform in einem der Schaltzustände wenigstens teilweise zwischen der Schaltquelle und dem Schaltsensor angeordnet sein. Insbesondere kann das Auslöseorgan im geöffneten Schaltzustand zumindest abschnittsweise in einen Bereich ragen, der zwischen der Schaltquelle und dem Schaltsensor angeordnet ist.
Um die berührungslose Beeinflussung des Schaltzustands einfach und mit geringer Störungsanfälligkeit realisieren zu können, kann in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform der Schaltsensor als ein Magnetsensor, die Schaltquelle als Magnet und das Auslöseorgan als ein das Magnetfeld des Magneten beeinflussender Körper ausgebildet sein. Die Leitung des Magnetfeldes vom Magneten zum Magnetsensor wird dabei durch in den Ladestecker außerhalb der Leitungskammer eindringende Medien, beispielsweise Feuchtigkeit oder Schmutz, wenn überhaupt, nur geringfügig beeinflusst.
Damit die Schaltvorrichtung ohne eine gesonderte Energiequelle betrieben werden kann, kann der Magnet als ein Permanentmagnet und der Magnetsensor als ein Reedkontakt ausgebildet sein. Das Auslöseorgan kann zumindest teilweise aus einem weichmagnetischen Material gefertigt sein.
Ist nun das Auslöseorgan in einer Öffnungsposition zumindest abschnittsweise zwischen dem Schaltsensor und der Schaltquelle angeordnet, kann das Auslöseorgan die Stärke des am Schaltsensor wirkenden Magnetfeldes der Schaltquelle beeinflussen und insbesondere verringern. Folglich kann der Reedkontakt in diesem Schaltzustand, der der geöffnete Schaltzustand sein kann, offen sein. Ist das Auslöseorgan in einer von der Öffnungsposition beabstandet angeordneten Schließposition positioniert, kann es die Übertragung des Magnetfeldes an den Magnetsensor weniger beeinflussen und die Stärke des Magnetfeldes am Magnetsensor kann höher ausfallen. In der Schließposition, in der der geschlossene Schaltzustand vorliegen kann, kann das auf den Magnetsensor wirkende Magnetfeld den Reedkontakt schließen.
Um das Auslöseorgan einfach betätigen zu können, kann der Ladestecker in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform mit einem von Hand betätigbaren Betätigungselement ausgebildet sein, an dem das Auslöseorgan befestigt ist. Beispielsweise kann das Betätigungselement als ein Spritzgussteil, durch das das Auslöseorgan wenigstens teilweise umspritzt ist, ausgeformt sein. Das Betätigungselement kann zumindest teilweise aus einem Gehäuse des Ladesteckers herausragen, sodass es bequem von Hand und beispielsweise mit einem Finger aus der Öffnungs- in die Schließposition oder umgekehrt gedrückt werden kann.
Um den Ladevorgang gegen ungewolltes Trennen zu sichern, kann der Ladestecker in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform eine Rasteinrichtung aufweisen. Damit die Handhabung der Rasteinrichtung und der Schaltvorrichtung einfach und bequem ist, kann das Betätigungselement ein Betätigungselement der Rasteinrichtung des Ladesteckers zur Sicherung der Verbindung zwischen Ladestecker und -buchse sein. Dabei kann das Betätigungselement einstückig in die Rasteinrichtung integriert und beispielsweise zusammen mit der Rasteinrichtung als ein Spritzgussteil ausgeformt sein.
Damit die Rasteinrichtung mit einer Gegenrasteinrichtung der Ladebuchse interagieren kann, kann in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform die Rasteinrichtung außerhalb der Leitungskammer angeordnet sein.
Das Betätigungselement kann in einem der Schaltzustände in einer Sicherungsposition und im anderen Schaltzustand in einer Freigabeposition angeordnet sein. Insbesondere kann das Betätigungselement in der Sicherungsposition federelastisch gehalten sein. Beispielsweise kann die Schaltvorrichtung in der Freigabeposition den geöffneten Schaltzustand aufweisen, in dem der Reedkontakt offen und das Auslöseorgan in der Öffnungsposition angeordnet sein kann. In der Sicherungsposition der Rasteinrichtung kann das Auslöseorgan in der Schließposition angeordnet sein und die Schalteinrichtung den geschlossenen Schaltzustand mit dem geschlossenen Reedkontakt aufweisen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform kann der Ladestecker eine außerhalb der Ladekammer angeordnete und zumindest teilweise offene Rastkammer aufweisen. Die Rasteinrichtung kann zumindest teilweise in der Rastkammer angeordnet sein. Damit ein in Steckrichtung gelegenes und mit einem Rastelement versehenes Ende der Rasteinrichtung mit der Gegenrasteinrichtung verrasten kann, kann die Rastkammer wenigstens in Steckrichtung offen sein. Um zu verhindern, dass die Rasteinrichtung beispielsweise mit einem mit dem Ladestecker verbundenen Ladekabel kollidiert und hierdurch quer zur Steckrichtung bewegt und womöglich beschädigt wird, kann die Rastkammer quer zur Steckrichtung mindestens teilweise von einer Rastkammerwandung des Ladesteckers geschlossen sein.
Um zu vermeiden, dass in die Rastkammer eingedrungener Staub oder Schmutz die Funktion bzw. die Beweglichkeit der Rasteinrichtung und/oder der Schalteinrichtung beeinträchtigt, kann sich in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform an die Rastkammer eine im Bereich der Schaltvorrichtung angeordnete durchgängige Öffnung in der Rastkammerwandung anschließen, durch die die Rastkammer mit der Umgebung des Ladesteckers verbunden ist.
Damit eine die Schafteinrichtung behindernde Verschmutzung gezielt entfernt werden kann, kann in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform die durchgängige Öffnung in Steckrichtung zwischen der Schaltquelle und dem Schaltsensor angeordnet sein. Die durchgängige Öffnung kann in vorteilhafter Weise in einem Abschnitt der Rastkammer münden, in den das Auslöseorgan in der Öffnungsposition bzw. in der Freigabeposition wenigstens teilweise eintaucht, wenn es zwischen den Schaltsensor und die Schaltquelle ragt.
Um Flüssigkeiten oder Verschmutzung aus der Rastkammer lageunabhängig aus dem Ladestecker entfernen oder ausspülen zu können, kann der Ladestecker mit zwei durchgängigen Öffnungen ausgebildet sein, die an gegenüberliegenden Seiten des Ladesteckers angeordnet sein können. Die Öffnungen können entlang eines sich durch die Rastkammer erstreckenden Reinigungstunnels angeordnet sein, wobei der Reinigungstunnel zumindest abschnittsweise durch die Öffnungen ausgebildet sein kann. insbesondere können die Öffnungen miteinander fluchten.
Die Leitungskammer kann in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform zumindest teilweise von einer Dichtungswand umgeben sein, die ein in Steckrichtung gelegenes Steckerende dichtend umgreift. Die Dichtungswand kann beispielsweise über eine Klebeverbindung dichtend mit dem ein Steckergesicht aufweisenden Steckerende des Ladesteckers verbunden sein. Entgegen der Steckrichtung kann die Steckerwandung mit einer Tülle, durch die das Ladekabel in den Ladestecker gedichtet geführt ist, dichtend verbunden und beispielsweise ebenfalls verklebt sein.
Die Dichtungswand kann als eine innere Gehäusewand des Ladesteckers ausgebildet sein, wobei das Gehäuse und/oder der Steckerkörper des Ladesteckers als Kunststoffspritzgussteil aus wenigstens zwei Schalen gefertigt sein kann. Die beiden Schalen können entlang der Dichtungswand fluiddicht miteinander verklebt sein.
Um die Rasteinrichtung in der Sicherungsposition bzw. die Schaltvorrichtung in einem der beiden Schaltzustände und insbesondere im geöffneten Schaltzustand automatisch zu halten, kann der Ladestecker mit einem Federelement ausgebildet sein, das in der Freigabeposition der Rasteinrichtung bzw. in der Öffnungsposition, in welcher der Reedkontakt offen sein kann, federelastisch vorgespannt sein. Das Federelement kann durch die Rasteinrichtung und beispielsweise durch deren Betätigungselement gegen die Dichtungswandung gedrückt sein und das Betätigungselement bzw. die Rasteinrichtung aus der Freigabeposition in die Sicherungsposition zu drücken suchen.
Der Ladestecker kann eine Lichtquelle aufweisen, die als eine Signaleinrichtung beispielsweise den Ladezustand der zu ladenden und/oder den Betriebszustand der die Ladeenergie bereitstellenden Einrichtung anzeigen oder als ein Beleuchtungsmittel ein Zusammenstecken von Ladestecker und -buchse erleichtern kann.
Im Folgenden ist die Erfindung beispielhaft anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert. Die unterschiedlichen Merkmale der Ausführungsformen können dabei unabhängig voneinander kombiniert werden, wie es bei den einzelnen vorteilhaften Ausgestaltungen bereits dargelegt wurde.
Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Ladesteckers in einer perspektivischen Darstellung;
2 eine schematische Schnittdarstellung des Ladesteckers des Ausführungsbeispiels der 1;
3 einen vergrößerten Ausschnitt der Schnittdarstellung der 2.
Zunächst sind Aufbau und Funktion eines erfindungsgemäßen Ladesteckers mit Bezug auf das Ausführungsbeispiel der 1 beschrieben.
1 zeigt den Ladestecker 1 schematisch in einer perspektivischen Ansicht, in der ein Steckergesicht 2 des Ladesteckers 1 in einer Steckrichtung R schräg aus der Zeichenebene heraus weist. Das Steckergesicht 2 kann mehrere Steckkontakte aufweisen, wobei ein erster Steckkontakt 3 Ladeenergie leitend und ein weiterer Steckkontakt 4 signalleitend ausgebildet sein können. Insbesondere kann das Steckergesicht 2 des Ladesteckers 1 gemäß eines Entwurfs der Norm IEC 61851-1 Ed 2.0 oder gemäß der aus diesem Entwurf hervorgehenden Norm ausgeformt sein.
Durch ein vom Steckergesicht 2 weg weisendes Ende 5 des Ladesteckers 1 kann ein Ladekabel 6 in den Ladestecker 1 ragen. Im Ladekabel 6 geführte Leiter können jeweils mit einem der Steckkontakte 3, 4 elektrisch leitend verbunden sein. Zur einfacheren Handhabung kann der Ladestecker 1 pistolenartig und mit einem Griff 7 ausgebildet sein, wobei sich der Griff 7 im Wesentlichen entlang einer Griffrichtung G, die schräg oder quer zur Steckrichtung R verlaufen kann, erstrecken kann. Dabei kann das vom Steckergesicht 2 weg weisende Ende 5 des Ladesteckers 1 in Griffrichtung G weisen und das Ladekabel 6 entgegen der Griffrichtung G in den Griff 7 des Ladesteckers 1 hinein verlaufen.
Der sich parallel zur Steckrichtung R und quer zum Griff 7 erstreckende Abschnitt des Ladesteckers 1 kann als ein Steckabschnitt 8 des Ladesteckers 1 bezeichnet werden. Der Steckabschnitt 8 und der Griff 7 können in einem Betätigungsabschnitt 9 des Ladesteckers 1 ineinander übergehen. Der Betätigungsabschnitt 9 kann ein Betätigungselement 10 umfassen, das von einem Benutzer des Ladesteckers 1 bequem betätigbar sein kann, wenn der Benutzer den Ladestecker 1 mit der Hand am Griff 7 hält. Beispielsweise kann der Benutzer das Betätigungselement 10 mit seinem Daumen in Griffrichtung G drücken.
Das Betätigungselement 10 kann ein Betätigungselement einer Rasteinrichtung 11 des Ladesteckers 1 sein. Die Rasteinrichtung 11 kann mit einem Rastelement 12 zur Verrastung mit einem Gegenrastelement einer Ladebuchse ausgestaltet sein. Das Rastelement 12 kann als ein in Griffrichtung G und auf das Steckergesicht 2 zu vorspringender Rasthaken ausgebildet sein, der das in Steckrichtung R weisende Ende der Rasteinrichtung 11 ausformen kann. Das dem Rastelement 12 gegenüberliegende Ende der Rasteinrichtung 11 kann durch das Betätigungselement 10 ausgebildet sein. Die Rasteinrichtung 11 kann als eine Rastwippe ausgebildet sein, sodass eine Bewegung des Betätigungselements 10 in Griffrichtung G zu einem Auslenken des Rastelements 12 entgegen der Griffrichtung G führt.
Die Rasteinrichtung 11 kann wenigstens teilweise in einer Rastkammer 13 angeordnet und gegen Beschädigungen, beispielsweise durch Einfangen von Leitungen oder Kabeln durch das Rastelement 12 gesichert sein. Die Rastkammer 13 kann in Steckrichtung R verlaufen und zumindest in Steckrichtung R offen ausgebildet sein, sodass das Rastelement 12 zugänglich ist für das Gegenrastelement. Insbesondere kann das Rastelement 12 in Steckrichtung R aus der Rastkammer 13 herausragen. Entgegen der Steckrichtung R kann auch das Betätigungselement 10 aus der Rastkammer 13 herausragen, sodass es einfach erreichbar ist. Quer zur Steckrichtung R und insbesondere in Griffrichtung G und in Öffnungsrichtung O kann die Rastkammer 13 von einer Rastkammerwandung 14 begrenzt sein, welche zumindest einen Teil einer äußeren Gehäusewandung 15 des Ladesteckers 1 ausbilden kann. Die Rastkammerwandung 14 kann die Rastkammer 13 so begrenzen, dass diese einen in Steckrichtung R verlaufenden Rastkanal K ausbildet.
Der Ladestecker 1 kann mit einer Öffnung 16 ausgebildet sein, die im Bereich des Betätigungsabschnitts 9 angeordnet sein kann. Die Öffnung 16 kann in der äußeren Gehäusewandung 15 münden und in einer Öffnungsrichtung O weisen, die schräg oder quer zur Steckrichtung R und zur Griffrichtung G verläuft. Die Öffnung 16 kann in Öffnungsrichtung O durchgängig ins Innere des Ladesteckers 1 führen. Die Öffnung 16 kann sich dabei bis in die Rastkammer 13 erstrecken.
Der Ladestecker 1 kann aus mehreren und insbesondere aus zwei Gehäuseteilen geformt sein, die entlang einer Verbindungsnaht 17 miteinander verbunden sein können. Die Verbindungsnaht 17 kann entlang einer Ebene verlaufend angeordnet sein, wobei sich die Ebene entlang der Steckrichtung R und der Griffrichtung G im Wesentlichen mittig durch den Ladestecker 1 erstrecken kann.
2 zeigt das Ausführungsbeispiel des in der 1 dargestellten Ladesteckers 1 in einer Schnittdarstellung, wobei die Schnittebene der durch die Steckrichtung R und Griffrichtung G aufgespannten Ebene entspricht.
In der 2 sind lediglich der Griff 7 und der Betätigungs- 9 sowie der Steckabschnitt 8 des Ladesteckers 1 geschnitten dargestellt. Die Rastkammer 13 kann in Steckrichtung R entlang einer Leitungskammer 18 verlaufen, wobei die Rastkammer 13 und die Leitungskammer 18 durch eine Dichtungswand 19 voneinander getrennt sein können. Die Dichtungswand 19 kann so ausgebildet sein, dass sie die Leitungskammer 18 zumindest abschnittsweise dichtend umgibt, sodass die Leitungskammer 18 insbesondere gegen eindringende Feuchtigkeit gekapselt ist. In Steckrichtung R kann die Dichtungswand 19 eine das Steckergesicht 2 ausbildende Steckhülse 20 umlaufend und quer zur Steckrichtung R dichtend umgreifen und beispielsweise mit der Steckhülse 20 verklebt sein.
An einem in Griffrichtung G weisenden Ende der Leitungskammer 18 kann die Dichtungswand 19 mit einer Tülle 21 dicht verbunden und beispielsweise verklebt sein, wobei das Ladekabel 6 durch die Tülle 21 abgedichtet in die Leitungskammer 18 geführt sein kann.
2 zeigt nur einen Teil des Ladesteckers 1, wobei dieser Teil als eine Halbschale des Ladesteckers 1 ausgebildet sein kann. Eine zweite Halbschale des Ladesteckers 1 kann auf die dargestellte Halbschale so aufgesetzt werden, dass sich der Ladestecker 1 ergibt. Entlang der Dichtungswand 19 können die Halbschalen fluiddicht miteinander verbunden und insbesondere verklebt sein.
Die Leitungskammer 18 kann also gegen äußere Einflüsse und insbesondere gegen eindringende Feuchtigkeit geschützt verkapselt sein. Durch die Leitungskammer 18 verlaufende Leitungen, beispielsweise Ladeenergieleitungen 22, 23, eine Masseleitung 24 oder Signalleitungen 25, 26 können so innerhalb des Ladesteckers 1 vor Feuchtigkeit oder Verschmutzung geschützt sein.
Der Ladestecker 1 kann eine Schaltvorrichtung 27 aufweisen, in Abhängigkeit von deren Schaltzustand die Versorgung mit Ladeenergie stattfinden kann. Die Schaltvorrichtung 27 kann mit einem der Steckkontakte und insbesondere mit dem weiteren Steckkontakt 4 und mit einer der Leitungen, insbesondere mit der Masseleitung 24 elektrisch leitfähig verbunden sein. In einem geschlossenen Schaltzustand der Schaltvorrichtung 27 kann die Schaltvorrichtung 27 den Steckkontakt 4, beispielsweise über die Signalleitung 25, und die Masseleitung 24 miteinander verbinden. In einem geöffneten Schaltzustand der Schaltvorrichtung 27 können der Steckkontakt 4 und die Masseleitung 24 elektrisch voneinander getrennt sein.
Die Schaltvorrichtung 27 kann ein Schaltorgan 28 umfassen, das innerhalb der Leitungskammer 18 angeordnet sein kann. Das Schaltorgan 28 kann direkt mit einem der Steckkontakte 3, 4 bzw. mit einer der Leitungen 22 bis 26 und insbesondere mit dem weiteren Steckkontakt 4 und der Masseleitung 24 verbunden sein. Das Schaltorgan 28 ist also innerhalb der Leitungskammer 18 gegen Feuchtigkeit geschützt, sodass Korrosion oder Elektromigration zumindest deutlich verlangsamt auftreten.
Um den Schaltzustand des Schaltorgans 28 beeinflussen zu können, kann die Schaltvorrichtung 27 ein Auslöseorgan 29 umfassen. Das Auslöseorgan 29 kann durch den Benutzer des Ladesteckers 1 betätigbar sein und hierzu beispielsweise mit dem Betätigungselement 10 bewegungsübertragend verbunden sein. Beispielsweise kann das Auslöseorgan 29 am Betätigungsorgan 10 befestigt sein. Ist das Betätigungselement 10 als ein Spritzgussteil ausgebildet, kann das Auslöseorgan 29 zumindest abschnittsweise vom Betätigungselement 10 umspritzt sein.
Um die Dichtungswirkung der Dichtungswand 19 nicht zu gefährden, kann die Dichtungswand 19 insbesondere im Bereich der Schaltvorrichtung 27 durchgängig ausgebildet sein. Eine direkte mechanische Änderung des Schaltzustands des Schaltorgans 28 durch das Auslöseorgan 29 ist also nicht möglich. Folglich können Schaltorgan 28 und Auslöseorgan 29 so ausgebildet sein, dass sie den Schaltungszustand beeinflussen, ohne miteinander mechanisch zu interagieren.
Der Schaltzustand des Schaltorgans 28 kann von der Lage des Auslöseorgans 29 relativ zum Schaltorgan 28 abhängen. In der 2 ist das Auslöseorgan 29 in einer Schließposition 30 gezeigt, die beanstandet von einer Öffnungsposition des Auslöseorgans 29 angeordnet ist. In dieser Schließposition 30 kann die Rasteinrichtung 11 in einer Sicherungsposition S angeordnet sein, in der das Rastelement 12 mit dem Gegenrastelement verrastet sein kann. Das Schaltorgan 28 kann einen geschlossenen Schaltzustand Zg ausbilden. Die Schließposition 30 bzw. die Sicherungsposition S kann dabei durch ein Federelement 31 gesichert sein.
Das Federelement 31 kann zwischen der Rasteinrichtung 11 und der Dichtungswand 19 angeordnet sein und sich an der Dichtungswand 19 abstützen und das Betätigungselement 10 in die Sicherungsposition S drücken.
Damit das Schaltorgan 28 und das Auslöseorgan 29 berührungslos miteinander interagieren können, kann das Schaltorgan 28 einen physikalische Umgebungseigenschaften in Schaltzustandänderungen wandelnden Schaltsensor 32 aufweisen. Beispielsweise kann der Schaltsensor 32 als ein Lichtsensor ausgebildet sein. Um auch bei einer nicht transparenten Dichtungswand 19 den Schaltzustand ändern zu können, kann der Schaltsensor 32 ein Magnetsensor und beispielsweise ein Reedkontakt sein. Ferner kann die Schaltvorrichtung 27 eine die physikalischen Eigenschaften hervorrufende Schaftquelle 33 aufweisen. Die Schaltquelle 33 kann eine Lichtquelle sein. Sollte die Dichtungswand 19 nicht transparent sein, kann die Schaltquelle 33 beispielsweise als ein Magnet ausgebildet sein. Um eine separate Stromversorgung der Schaltquelle 33 zum Hervorrufen der physikalischen Eigenschaften am Schaltsensor 32 zu vermeiden, kann die Schaltquelle 33 insbesondere als ein Permanentmagnet ausgebildet sein.
Insbesondere die Starke der am Schaltsensor 32 wirkenden physikalischen Eigenschaften kann zur Änderung des Schaltzustands variiert werden. Hierzu kann das Auslöseorgan 29 die Übertragung der physikalischen Eigenschaften von der Schaltquelle 33 zum Schaltsensor 32 beeinflussend ausgebildet sein. In der gezeigten Schließposition 30 kann das Auslöseorgan 29 die Übertragung der physikalischen Eigenschaften womöglich geringer beeinflussen als in der Öffnungsposition, in der das Auslöseorgan 29 näher am Schaltorgan 28 oder an der Schaftquelle 33 angeordnet sein kann. Die Öffnungsposition ist in der 3 dargestellt.
Die Schaltquelle 33 kann innerhalb oder außerhalb der Leitungskammer 18 angeordnet sein. Gemäß dem Ausführungsbeispiel der 2 kann die Schaltquelle 33 in der Dichtungswand 19 eingebettet sein. Zwischen der Schaltquelle 33 und dem Schaltorgan 28 kann ein Auslösebereich 34 angeordnet sein, der sich an die Rastkammer 13 anschließen kann. Der Auslösebereich 34 kann sich entgegen der Griffrichtung G zur Rastkammer 13 öffnen, sodass das Auslöseorgan 29 in Griffrichtung G in den Auslösebereich 34 eintauchen kann, wenn das Betätigungselement 10 in Griffrichtung G gedrückt wird. Der Auslösebereich 34 kann beispielsweise topfförmig ausgebildet sein. Im Bereich eines Grundes 35 des topfförmigen Auslösebereichs 34 kann die Öffnung 16 angeordnet sein. Sollte sich Feuchtigkeit im Auslösebereich 34 ansammeln, so kann sie durch die Öffnung 16 abfließen. Auch sonstige Verschmutzungen können durch die Öffnung 16 entfernt werden. Damit die Verschmutzungen einfach aus dem Auslösebereich 34 herausgespült werden können, kann die Öffnung 16 entlang eines Reinigungskanals oder -tunnels 36 verlaufen, der sich in Öffnungsrichtung O vollständig durch den Ladestecker 1 bzw. durch die Rastkammer 13 erstrecken kann. Der Reinigungskanal oder -tunnel 36 kann also in und entgegen der Öffnungsrichtung O offen sein und die äußere Gehäusewandung 15 des Ladesteckers 1 durchbrechen.
In der 2 ist die Rasteinrichtung 11 in der Sicherungsposition S, das Auslöseorgan 29 in Schließposition 30 und das Schaltorgan 28 im geschlossenen Schaltzustand Zg dargestellt.
3 zeigt das Ausführungsbeispiel der 2 im geöffneten Schaltzustand Zo des Schaltorgans 28. Im geöffneten Schaltzustand Zo verbindet das Schaltorgan 28 keine der Leitungen 22 bis 26 miteinander. Um das Schaltorgan 28 vom geschlossenen Zg in den geöffneten Zo Schaltzustand zu überführen, ist die Intensität der durch die Schaltquelle 33 hervorgerufenen und am Schaltsensor 32 wirkenden physikalischen Eigenschaft zu ändern und insbesondere zu verringern. Hierzu kann das Auslöseorgan 29 in der Öffnungsposition 37 angeordnet sein. In der Öffnungsposition 37 kann das Auslöseorgan 29 in Bezug auf die Schließposition 30 in Griffrichtung G weiter in den Auslösebereich 34 und insbesondere in Richtung auf dessen Grund 35 verschoben sein. Im Auslösebereich 34 vor der Bewegung des Auslöseorgans 29 womöglich vorhandene Verschmutzung kann durch die Öffnung 16 vorab entfernt worden sein. Der Reinigungskanal 36 kann hierzu insbesondere zwischen dem Schaltorgan 28 und der Schaltquelle 33 angeordnet sein.
Das Auslöseorgan 29 kann aus einem weichmagnetischen Material gefertigt sein, sodass es die Stärke des durch die Schaltquelle 33 hervorgerufenen und am Schaltsensor 32 wirkenden Magnetfeldes dämpft. Folglich kann bei entsprechend großer Dämpfung der Reedkontakt öffnen und das Schaltorgan 29 den geöffneten Schaltzustand Zo ausbilden.
Infolge der Bewegung des Auslöseorgans 29 bzw. des Betätigungselementes 10 in Griffrichtung G wird das Rastelement 12 aus der Sicherungsposition S in die Freigabeposition F überführt. In der Freigabeposition F kann der Ladestecker 1 aus der Ladebuchse entfernt werden. Das Lösen der Rastverbindung kann durch die Änderung des Schaltzustands erkannt und die Ladeenergie abgeschaltet werden, bevor Ladestecker 1 und -buchse elektrisch voneinander getrennt werden. Schalt- bzw. Kontaktlichtbögen können so beim Trennen der Steckverbindung vermieden werden. Auch beim Zusammenstecken des Ladesteckers 1 und der Ladebuchse können Lichtbögen vermieden werden, da die Rasteinrichtung 11 beim Einsteckvorgang wenigstens zweitweise in der Freigabeposition F und folglich das Auslöseorgan 29 in der Öffnungsposition 37 angeordnet ist. Der Schaltzustand des Schaltorgans 28 ist zumindest dann der geöffnete Schaltzustand Zo.
Um die Verbindung von Ladestecker 1 und Ladebuchse gegen ein unbeabsichtigtes Trennen zu schützen, kann das Federelement 31 in der Freigabeposition F stärker komprimiert sein als in der Sicherungsposition S, sodass das Federelement 31 die Rasteinrichtung 11 aus der Freigabeposition F in die Sicherungsposition S zu drücken sucht.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

Norm IEC 61851-1 Ed. 2.0 [0002]
Norm IEC 61851-1 Ed 2.0 [0034]

Claims

Ladestecker (1) zur Verbindung in einer Steckrichtung (R) mit einer Ladebuchse einer mit elektrischer Ladeenergie zu versorgenden oder die Ladeenergie bereitstellenden Einrichtung, mit wenigstens einem mit einer Ladeenergieleitung (22, 23) Ladeenergie leitend verbindbaren Steckkontakt (3) und mit einer Schaltvorrichtung (27), in Abhängigkeit von deren Schaltzustand die Versorgung mit Ladeenergie stattfindet, wobei die Schaltvorrichtung (27) mit einem Schaltorgan (28), das einen geschlossenen (Zg) und einen geöffneten (Zo) Schaltzustand aufweist, und mit einem Auslöseorgan (29) zur Beeinflussung des Schaltzustands (Zo, Zg) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltorgan (28) innerhalb und das Auslöseorgan (29) außerhalb einer gekapselten Leitungskammer (18) des Ladesteckers (1) angeordnet sind.
Ladestecker (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslöse- (29) und das Schaltorgan (28) berührungslos den Schaltzustand (Zo, Zg) beeinflussend miteinander interagieren.
Ladestecker (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltzustand (Zo, Zg) von einer Position des Auslöseorgans (29) relativ zum Schaltorgan (28) abhängt.
Ladestecker (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltorgan (28) einen physikalische Umgebungseigenschaften in Schaltzustandsänderungen wandelnden Schaltsensor (32) und die Schaltvorrichtung (27) eine die physikalischen Eigenschaften hervorrufende Schaltquelle (33) aufweisen, wobei die Stärke der physikalischen Eigenschaften am Schaltsensor (32) von der Position des Auslöseorgans (29) relativ zum Schaltorgan (28) abhängt.
Ladestecker (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslöseorgan (29) in einem der Schaltzustände (Zo, Zg) mindestens teilweise zwischen der Schaltquelle (33) und dem Schaltsensor (32) angeordnet ist.
Ladestecker (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltsensor (32) als ein Magnetsensor, die Schaltquelle (33) als ein Magnet und das Auslöseorgan (29) als ein das Magnetfeld des Magneten beeinflussender Körper ausgebildet sind.
Ladestecker (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladestecker (1) mit einem von Hand betätigbaren Betätigungselement (10) ausgebildet ist, an dem das Auslöseorgan (29) befestigt ist.
Ladestecker (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (10) ein Betätigungselement einer Rasteinrichtung (11) des Ladesteckers (1) zur Sicherung der Verbindung zwischen Ladestecker und -buchse ist, wobei die Rasteinrichtung (11) außerhalb der Leitungskammer (18) angeordnet und das Betätigungselement (10) in einem der Schaltzustände (Zo, Zg) in einer Sicherungsposition (S) und im anderen Schaltzustand (Zg, Zo) in einer Freigabeposition (F) positioniert ist.
Ladestecker (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladestecker (1) eine außerhalb der Ladekammer (18) angeordnete und zumindest teilweise offene Rastkammer (13) aufweist, die wenigstens in Steckrichtung (R) offen und quer zur Steckrichtung (R) mindestens teilweise von einer Rastkammerwandung (14) des Ladestecker (1) geschlossen ist, wobei die Rasteinrichtung (11) zumindest teilweise in der Rastkammer (13) angeordnet ist.
Ladestecker (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich an die Rastkammer (13) eine im Bereich der Schaltvorrichtung (27) angeordnete durchgängige Öffnung (16) in der Rastkammerwandung (14) anschließt.
Ladestecker (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die durchgängige Öffnung (16) in Steckrichtung (R) zwischen der Schaltquelle (33) und dem Schaltsensor (32) angeordnet ist.
Ladestecker (1) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die durchgängige Öffnung (16) als ein die Rastkammer (13) von außerhalb des Ladesteckers (1) zugänglich machender Reinigungskanal (36) ausgebildet ist.
Ladestecker (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungskammer (18) zumindest teilweise von einer Dichtungswand (19) umgeben ist.
Ladestecker (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladestecker (1) mit einem Federelement (31) ausgebildet ist, das in der Freigabeposition (F) federelastisch gegen die Dichtungswand (19) gedrückt ist und das Betätigungselement (10) aus der Freigabeposition (F) in die Sicherungsposition (S) zu drücken sucht.