CN108886222A - 用于电插接件的插槽元件和插头元件、电插接件和用于制造电插接件的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于电插接件(14)的插槽元件(10)、特别是插座(16)，其具有至少两个用于传输电能的电接触元件(20)，在与通电形式无关地持续实现可靠的且安全的电连接方面，插槽元件配备有：用于传输用于验证和/或兼容性检查的无线电信号的无线电单元，其中，无线电单元与用于通过接触元件(20)释放电能传输的控制器共同作用；以及用于激活无线电单元的开关元件，其中，可通过将插槽元件(10)与互补的插头元件(12)插在一起，操纵开关元件。本发明也涉及一种插头元件(10)、一种电插接件(14)以及一种用于制造电插接件(14)的方法。

Description

用于电插接件的插槽元件和插头元件、电插接件和用于制造 电插接件的方法
技术领域
本发明涉及一种用于电插接件的插槽元件以及插头元件，其具有至少两个用于传输电能的电接触元件。此外，本发明涉及一种电插接件。此外，本发明也涉及一种用于制造用于传输电能的电插接件的方法。
背景技术
从现有技术中已知以保护触点插座和保护触点插头的形式的电插槽元件和插头元件。在将保护触点插座和保护触点插头插在一起时，需经过顺序接触，因为首先联接保护导体并且随后才联接零导体以及相。此外，从现有技术中已知商业通用的名称为“Typ 2”的自动充电插头，由于不同的接触元件和信号针，同样需要以接触顺序进行其接触，从而时间上先后地连接不同极性的接触元件，以避免当插在一起或拔开时产生电弧。
然而，在此不利的是，在信号针(并且由此在暴露的触点处)出现电压。当使用在室外时，信号针快速腐蚀，因为其很薄并且不能通过出现的强电流清洁。因此，通过污染和腐蚀，可导致在信号针之间形成电桥。这带来短路的风险，从而不能持久地保证功能。如果通过无线的信号传输代替信号针，在接触元件物理地相互接触之前，已经可进行了插头和插座的配对并且由此在接触元件处出现电压。由此，对于操作者来说存在电弧和电击风险。不能持久地保证充分安全地使用这种插头和插槽。
发明内容
本发明的目的是，与通电形式无关地，实现持久可靠的且安全的电连接。
本发明通过具有权利要求1所述的特征的插槽元件实现该目的。插槽元件通过用于传输用于验证和/或兼容性检查的无线电信号的无线电单元和用于激活无线电单元的开关元件表征，其中，无线电单元与用于通过接触元件释放电能传输的控制器共同作用，其中，可通过将插槽元件与互补的插头元件插在一起，操纵开关元件。
插槽元件的这种类型的设计方案具有的优点是，可建立安全的电连接。这基于，插槽元件和互补的插头元件首先未被通电。通过将插槽元件和互补的插头元件插在一起，操纵用于激活无线电单元的开关元件。无线电单元发送无线电信号，以进行插座元件和插头元件、确切地说联接在该处的组件的验证和/或兼容性检查。在肯定的或授权的验证和/或兼容性时，与无线电单元共同作用的控制器通过接触元件释放电能传输。之后才为接触元件通电。由此，实现如下接触顺序，即，避免形成电弧并且接触元件在暴露状态中未被通电。由此，特别是当存在的电流形式是直流电流时，显著优化了在使用者操作插槽元件和插头元件时的安全性。通过在将插头元件和插槽元件插在一起时才激活无线电单元，在未***插头元件时防止不期望地读取或操纵插槽元件。换句话说，相对于插槽元件互补的插头元件用作用于激活无线电单元的“机械钥匙”。此外，通过有目的地接通无线电单元，减少能量消耗，因为不进行持续传输(检查配合件的存在性)。
可设想的是，在将插槽元件与互补的插头元件插在一起时可通过插头元件操纵开关元件。
插槽元件不仅可使用在车辆或住宅中，而且可使用在任意形式的自主的电网平台中。相应地，插槽元件可位置固定地装配在充电柱或住宅墙壁处。插槽元件适合用于传输直流电流或交流电流。
插槽元件可构造成插座。接触元件可实施成接触插槽，其布置在用于容纳互补的插头元件的插槽元件的容纳部中。优选地，无线电单元布置在在***方向上限制容纳部的壁处，特别是集成到容纳部的壁中。接触插槽适合用于以配合的方式容纳接触销。也可设想多于两个接触元件。
在接触元件中的一个处，可存在从-120伏至+120伏、优选地+50伏至+70伏、更为优选地+60伏的电压。在接触元件中的另一个处，可出现0伏的电压，其中，该接触元件不与地连接(没有“地线”)。接触元件和/或其线路优选地双重电绝缘。可省去保护导体。
控制器可布置在插槽元件自身中，在与插槽元件互补的插头元件中或者联接到插槽元件或插头元件上的终端设备(例如蓄能器、充电设备、能量负载)中。在此可设想的是，控制器布置在无线电单元之前，其中，无线电单元连同开关元件可布置在插槽元件中。控制器可构造成微控制器。
开关元件可如此定位，使得特别是在插槽元件的接触元件(例如接触插槽)与插头元件的电接触元件(例如接触销)电连接之后，才操纵开关元件。换句话说，开关元件可以限定的方式相对于接触元件布置，使得在接触元件处建立电接触之后才操纵该开关元件。通过开关元件获取插头元件在插槽元件中的限定的(***)位置。所述限定的位置可为终位置，在其中，插头元件完全被***插槽元件中。由此，有利于在操作插槽元件时的安全性，因为在达到限定的(***)位置时才释放能量传输。
具体地，开关元件可构造成电子开关元件、特别是传感器元件，或者包含电路的开关。开关可构造成机械开关或按键，其通过弹簧预紧。此外，开关可构造成补充的触点/接触电桥(电开关)。由此，分别实现获取限定的位置的结构简单的解决方案。传感器元件可实施成霍尔传感器(磁性传感器)、光栅(光学传感器)或者电容器(电容传感器)。在此，在获取(***)位置时实现更准确的分辨率。
以有利的方式，可设置用于将插头元件锁止在插槽元件处的锁止元件。由此，可将插头元件固定在插槽元件处，由此，再次提高了安全性。锁止元件可构造成U形或V形的锁箍。在锁止位置中，锁箍可用于在后部夹紧在插头元件中的凹口。
适宜地，可设置特别是由控制器控制的、用于操纵锁止元件的执行器。由此，可有目的地使锁止元件在释放位置和锁止位置之间移动。通过控制器操纵执行器具有的优点是，可与能量传输的释放相协调地进行锁止元件的操纵。在此可设想的是，当锁止元件达到了阻断位置时，才开始能量传输。由此，再次提高了安全性。
以有利的方式，无线电单元可构造成优选地主动的近场无线电单元(NFC单元)。其保证了在仅仅几厘米上的、无线电信号传输的期望的有效距离(操作安全性)。主动的近场无线电单元具有的优点是，由此也可与具有被动近场无线电单元(被动NFC标签)的配合件通讯。
开头所述的目的也通过具有并列权利要求所述的特征的插头元件实现。为了避免重复，在优点和发明的实践方面参考上述实施方案。
插头元件不仅可使用在车辆或住宅中，而且可使用在任意形式的自主的电网平台中。插头元件适合用于传输直流电流或交流电流。
插头元件可构造成插头。接触元件可实施成接触销，其布置在插头处并且在***方向上定向。优选地，无线电单元端侧地布置在插头处，特别是端侧地集成到插头中。接触销适合用于***接触插槽中。也可设想多于两个接触元件。
控制器可布置在插头元件自身中，在与插头元件互补的插槽元件中或者联接到插头元件或插槽元件上的终端设备(例如蓄能器、充电设备、能量负载)中。在此可设想的是，控制器布置在无线电单元之前，其中，无线电单元连同开关元件可布置在插头元件中。控制器可构造成微控制器。
在可能在接触元件处出现的电压方面参考与权利要求1相关的实施方案，因为这也涉及插头元件。
适宜地，插头元件可设置成用于激活无线电单元，其中，可通过将插头元件与互补的插槽元件插在一起，操纵开关元件。由此，与在插槽元件处是否存在开关元件无关地，可有目的地在操纵开关元件时激活插头元件的无线电单元。在此可设想，在将插头元件与互补的插槽元件插在一起时，可通过插槽元件操纵开关元件。
插头元件的开关元件在结构上可相应于插槽元件的开关元件。具体地，开关元件因此可构造成电子开关元件、特别是传感器元件或者包含电路的开关(如上所述)。
以有利的方式，可设置用于将插头元件锁止在互补的插槽元件处的锁止元件。锁止元件可构造成锁板，其布置在插头元件处并且适合用于与插槽元件的锁止元件、例如例如锁箍共同作用。这为提高在操作插槽元件时的安全性做出贡献。
以有利的方式，插头元件的无线电单元可构造成优选的被动的近场无线电单元(NFC单元)。其保证了在仅仅几厘米上的、无线电信号传输的期望的有效距离(操作安全性)。被动的近场无线电单元具有的优点是，其可被配合件的近场无线电单元供给并且自身不需要能量源。
开头所述的目的也通过具有另一并列权利要求所述的特征的电插接件实现。在优点和发明的实践方面参考权利要求1的实施方案。
开头所述的目的也通过具有另一并列权利要求所述的特征的用于制造用于传输电功率的电插接件的方法实现。在优点和发明的实践方面参考权利要求1的实施方案。
以有利的方式，可通过将具有至少两个接触元件的插槽元件与互补的、具有至少两个接触元件的插头元件插在一起，建立在接触元件之间的物理接触。这通过操作者实现，确切地说通过将插头元件***插槽元件中实现。
适宜地，可通过将插槽元件与插头元件插在一起，操纵开关元件。在此可设想的是，在插在一起时通过插头元件操纵开关元件。由此，在将插头元件和插槽元件插在一起之后才激活无线电单元并且最终释放能量传输。这对于操作者来说提高了安全性。
结合插槽元件和插头元件描述的措施可属于本发明的其它设计方案。
附图说明
下面根据附图详细解释本发明，其中，相同的元件部分地仅仅单次设有附图标记。其中：
图1以等轴侧图示出了插槽元件和插头元件的实施例；
图2a、b以前部视图和剖视图(局部剖)示出了在插在一起的状态中的图1中的插槽元件和插头元件；
图3a、b以剖视图示出了在插在一起的状态中的(a)和在插在一起期间的(b)的图1中的插槽元件和插头元件；以及
图4以示意图示出了图1中的插槽元件和插头元件的电路图。
具体实施方式
图1示出了用于电插接件的插槽元件10以及用于电插接件的插头元件12。插槽元件10和插头元件12形成电插接件14。
插槽元件10具有罩壳10'，罩壳具有用于对应的插头元件12的容纳部11。插头元件12具有罩壳12'，罩壳12'具有***区段13。插头元件12可通过其***区段13被***容纳部11中。
插槽元件10构造成插座16并且可装配在例如充电柱或壁处。插头元件12实施成插头18，并且由于其互补的设计方案可被***插座16中。
插槽元件10具有两个用于传输电能的电接触元件20，其构造成接触插槽22。接触插槽22布置在容纳部11中。护套23包围接触插槽22。此外，插槽元件10具有无线电单元24，其用于传输用于验证检查和/或兼容性检查的无线电信号(见图2)。
无线电单元24与用于通过接触元件20释放电能传输的控制器26共同作用，控制器26在本实施例中被分配给能量源28(例如蓄能器或充电设备)并且如有可能形成能量源28的一部分(见图4)。在该实施例中，接触插槽20与蓄能器28电连接。
此外，插槽元件10具有用于激活无线电单元24的开关元件30，其中，可通过将插槽元件10与互补的插头元件12插在一起，操纵开关元件30，确切地说，通过插头元件12操纵(见图3)。
如此定位开关元件30，使得在插槽元件10的接触元件20与插头元件12的电接触元件32电连接(见图3)之后，才操纵开关元件30。在本实施例中，开关元件30构造成开关或按键34，并且通过弹簧(未示出)预紧。开关元件30布置在容纳部11中，确切地说布置在在***方向上限制容纳部11的壁35处或该壁35中。在未示出的实施形式中，开关元件30也可构造成传感器元件(例如霍尔传感器、光栅或电容器)。
此外，插槽元件10具有用于将插头元件12锁止在插槽元件10处的锁止元件36。锁止元件36实施成锁箍38(见图3a)。
此外，插槽元件10具有用于操纵锁止元件36的执行器(未示出)，可借助于该执行器使锁止元件36在释放位置和锁止位置之间移动。执行器通过控制器26控制。
无线电单元24构造成优选地主动的近场无线电单元40(NFC单元)(见图4)。无线电单元24布置在在***方向上限制容纳部11的壁35中、该壁35处或该壁35之后(见图3)。
插头元件12具有至少两个用于传输电能的电接触元件32，其构造成接触销42。此外，插头元件12具有用于传输用于验证检查和/或兼容性检查的无线电信号的无线电单元44。
无线电单元44与控制器26共同作用，控制器26用于通过接触元件32释放电能传输。在本实施例中，控制器26被分配给能量源28(例如蓄能器或充电设备)，并且如有必要形成能量源28的一部分。
此外，插头元件12可具有用于激活无线电单元44的开关元件46，其中，可通过将插头元件12与互补的插槽元件10插在一起，操纵开关元件46，其中，在插在一起时可通过插槽元件10操纵开关元件(未示出)。在本实施例中，开关元件46构造成开关或按键47，并且通过弹簧预紧(未示出)。
此外，插头元件12具有用于将插头元件12锁止在互补的插槽元件10处的锁止元件48。锁止元件48实施成锁板50(见图3)。锁止元件48在每个侧边处具有凹口51，其在锁止位置中被锁止元件36(锁箍38)在后部夹紧。锁止元件36局部地从插头元件12的***区段13中伸出。
插头元件12的无线电单元44构造成被动的近场无线电单元52(NFC单元)(见图4)。由此，插槽元件10的无线电单元24可为插头元件12的无线电单元44供能。无线电单元44在端侧上被集成到插接元件12中，确切地说在***区段13中。
用于制造用于传输电能的电插接件的方法如下进行：
首先，在用于传输电能的接触元件20、32之间建立物理接触。这如下进行，即，将具有至少两个接触元件20的插槽元件10与互补的、具有至少两个接触元件44的插头元件12插在一起。
随后操纵开关元件30，其激活用于验证检查和/或兼容性检查的无线电单元24。通过插头元件12进行开关元件30的操纵，其中，开关元件30可构造成开关或按键34并且可通过插头元件12的***区段13操纵。
无线电单元24与控制器26共同作用，控制器26通过接触元件20、32释放电能传输。通过将插槽元件10与插头元件12插在一起、确切地说通过插头元件12操纵开关元件30。

Claims (14)

1.一种用于电插接件(14)的插槽元件(10)、特别是插座(16)，其具有：至少两个用于传输电能的电接触元件(20)；用于传输用于验证和/或兼容性检查的无线电信号(25)的无线电单元(24)，其中，所述无线电单元(24)与用于通过所述接触元件(20)释放电能传输的控制器(26)共同作用；以及用于激活所述无线电单元(24)的开关元件(30)，其中，能够通过将所述插槽元件(10)与互补的插头元件(12)插在一起，操纵所述开关元件(30)。
2.根据权利要求1所述的插槽元件(10)，其特征在于，所述开关元件(30)定位成使得在所述插槽元件(10)的接触元件(20)与所述插头元件(12)的电接触元件(32)电连接之后，才操纵所述开关元件(30)。
3.根据权利要求1或2所述的插槽元件(10)，其特征在于，所述开关元件(30)构造成电子开关元件、特别是传感器元件或者开关(34)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的插槽元件(10)，其特征在于，锁止元件(36)、特别是锁箍(38)用于将插头元件(12)锁止在所述插槽元件(10)处。
5.根据权利要求4所述的插槽元件(10)，其特征在于，特别是由所述控制器(26)控制的执行器用于操纵所述锁止元件(36)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的插槽元件(10)，其特征在于，所述无线电单元(24)构造成优选的主动的近场无线电单元(40)。
7.一种用于电插接件(14)的插头元件(12)、特别是插头(18)，其具有：至少两个用于传输电能的电接触元件(32)和用于传输用于验证和/或兼容性检查的无线电信号(25)的无线电单元(44)，其中，所述无线电单元(44)与用于通过所述接触元件(32)释放电能传输的控制器(26)共同作用。
8.根据权利要求7所述的插头元件(12)，其特征在于，开关元件(46)用于激活所述无线电单元(44)，其中，能够通过将所述插头元件(12)与互补的插槽元件(10)插在一起，操纵所述开关元件(46)。
9.根据权利要求7或8所述的插头元件()，其特征在于，锁止元件(48)、特别是锁板(50)用于将所述插头元件(12)锁止在互补的插槽元件(10)处。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的插头元件，其特征在于，所述无线电单元(44)构造成优选的被动的近场无线电单元(52)。
11.一种电插接件(14)，其具有根据权利要求1至6中任一项所述的插槽元件(10)和根据权利要求7至10中任一项所述的插头元件(12)。
12.一种用于制造用于传输电能的电插接件(14)的方法，其中，在所述用于传输电能的接触元件(20、32)之间建立物理接触，随后操纵开关元件(30)，其激活用于验证检查和/或兼容性检查的无线电单元(24)，并且其中，所述无线电单元(24)与控制器(26)共同作用，所述控制器(26)通过所述接触元件(20、32)释放电能传输。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，通过将具有至少两个接触元件(20)的插槽元件(10)与互补的、具有至少两个接触元件(44)的插头元件(12)插在一起，建立在所述接触元件(20、32)之间的物理接触。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，通过将所述插槽元件(10)与所述插头元件(12)插在一起，操纵所述开关元件(30)。
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