DE102011083819A1

DE102011083819A1 - Verriegelungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102011083819A1
Application number: DE102011083819A
Authority: DE
Inventors: Michael Scholz
Original assignee: Kiekert AG
Current assignee: Kiekert AG
Priority date: 2011-09-30
Filing date: 2011-09-30
Publication date: 2013-04-04
Also published as: WO2013044903A3; WO2013044903A2

Abstract

Es wird eine kompakte Verriegelungseinrichtung für das Verriegeln einer elektrischen Steckverbindung zwischen zwei elektrischen Verbindern (1, 2) insbesondere für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt mit einem Verriegelungselement (3) für ein Verriegeln der elektrischen Steckverbindung, das von einer verriegelnden Stellung in eine nicht verriegelnde Stellung gebracht werden kann und umgekehrt, vorzugsweise mit einer Mehrzahl von Verriegelungselementen (3), gekennzeichnet durch einen drehbaren Ring (3) für das Verriegeln und/oder das Entriegeln mittels Drehbewegung

Description

Die Erfindung betrifft eine Verriegelungseinrichtung für ein Verriegeln einer elektrischen Steckverbindung zwischen zwei elektrischen Verbindern insbesondere für ein Kraftfahrzeug. Grundsätzlich wird eine solche elektrische Steckverbindung durch einen Stecker und eine Buchse gebildet, die zwei elektrische Verbinder darstellen. Der Stecker wird in die Buchse hineingesteckt, um so eine elektrische Steckverbindung herzustellen.
Sollen hohe elektrische Leistungen übertragen werden, so sind besondere Sicherheitsmaßnahmen erforderlich. Zu solchen Sicherheitsmaßnahmen gehört, eine elektrische Steckverbindung verriegeln zu können, so dass diese im Anschluss an ein Verriegeln nicht mehr gelöst werden kann, also ein Stecker nicht mehr von der Buchse durch entsprechende Auszugskräfte abgenommen werden kann.
Bedarf für die Übertragung von hohen elektrischen Leistungen besteht im Fall von elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugen, die ihren für den Antrieb benötigten Strom von einer Batterie des Kraftfahrzeugs beziehen. Soll eine solche Batterie innerhalb von kurzer Zeit aufgeladen werden, so müssen sehr hohe elektrische Leistungen von einer Ladestation zu der Batterie des Kraftfahrzeugs übertragen werden. Beispielsweise ein elektrischer Stecker einer Ladestation wird dann in eine elektrische Buchse des Kraftfahrzeugs hineingesteckt und im Anschluss daran diese elektrische Steckverbindung verriegelt, bevor durch die elektrische Steckverbindung hindurch Strom von der Ladestation der Batterie des Kraftfahrzeugs zugeführt wird. Die vorliegende Verriegelungseinrichtung dient insbesondere dem Verriegeln einer solchen elektrischen Steckverbindung im Fall von elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugen.
Gerade im Fall von Kraftfahrzeugen steht nur ein geringer Bauraum zur Verfügung. Elektrische Steckverbindungen werden regelmäßig nicht von Fachpersonal gehandhabt, sondern von Personen, die in dieser Hinsicht in keinster Weise ausgebildet sind. Die Sicherheitsanforderungen sind daher besonders hoch. Es ist vor diesem Hintergrund erforderlich, eine elektrische Steckverbindung besonders einfach und zuverlässig herstellen und verriegeln zu können.
Eine Verriegelungseinrichtung für eine elektrische Steckverbindung bei einem Kraftfahrzeug geht aus der Druckschrift EP 2 293 391 A2 hervor. Die Verriegelungseinrichtung umfasst einen kreisscheibenförmigen Steuernocken, der entlang seines Umfangs eine Steuerkontur aufweist. Eine Verriegelung des Steckers erfolgt dabei über ein Rastelement, wobei durch die Kontur des Steuernockens die Lage des Rastelementes und damit das Verriegeln bzw. das Entriegeln gesteuert wird.
Die Druckschrift EP 0 762 554 B1 offenbart eine Verriegelungseinrichtung für eine elektrische Steckverbindung eines Kraftfahrzeugs mit vier um 90° versetzte Eingriffsglieder, die dem Verriegeln dienen. Mithilfe eines zylinderförmigen Begrenzungselements wird durch Verschieben verriegelt, so dass eine elektrische Steckverbindung nicht mehr gelöst werden kann, oder aber es wird durch Verschieben des Begrenzungselements entriegelt. Das Begrenzungselement weist zu diesem Zweck entlang der Zylinderachse einen oberen und einen unteren Abschnitt auf, die über einen unterschiedlichen Innendurchmesser verfügen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine zuverlässig funktionierende Verriegelungseinrichtung mit geringem Bauraum bereitstellen zu können, die für eine Verwendung im Fall von Kraftfahrzeugen geeignet ist.
Zur Lösung der Aufgabe umfasst eine Verriegelungseinrichtung die Merkmale des ersten Anspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Zur Lösung der Aufgabe wird eine Verriegelungseinrichtung für das Verriegeln einer elektrischen Steckverbindung zwischen zwei elektrischen Verbindern insbesondere für ein Kraftfahrzeug mit einem Verriegelungselement bereitgestellt. Mit dem zumindest einen Verriegelungselement kann eine zugehörige elektrische Steckverbindung zwischen zwei elektrischen Steckverbindern verriegelt oder entriegelt werden, indem das zumindest eine Verriegelungselement von einer verriegelnden Stellung in eine nicht verriegelnde Stellung gebracht wird oder umgekehrt. Vorzugsweise gibt es eine Mehrzahl dieser Verriegelungselemente, um auch hohen Auszugskräften gewachsen zu sein. Es ist beispielsweise möglich, mit nur drei Verriegelungselementen eine elektrische Steckverbindung gegen ein Herausziehen eines Steckers aus einer Buchse selbst dann zu schützen, wenn eine Auszugskraft von 2000 N aufgewendet wird. Es ist aber auch möglich, die Verriegelungseinrichtung so auszulegen, dass diese durch Auszugskräfte von 500, 700, 1000 oder 1500 N nicht beschädigt werden kann. Die Verriegelungseinrichtung umfasst einen drehbaren Ring für das Verriegeln und/oder das Entriegeln einer elektrischen Steckverbindung mittels Drehbewegung. Im Durchmesser genügt dafür ein Bauraum von 65 mm und zwar für einen elektrischen Verbinder eines Kraftfahrzeugs, der mit der Verriegelungseinrichtung versehen ist, und über den sowohl ein Gleichstrom mit sehr hoher Leistung als auch haushaltsüblicher Wechselstrom übertragen werden kann. Eine Relativbewegung des drehbaren Rings kann genügen. Es ist also nicht erforderlich, dass der Ring aktiv manuell oder durch einen Antrieb gedreht wird.
Indem eine Drehbewegung vorgesehen wird, wird vermieden, dass Freiraum bereitgestellt werden muss, der im Fall eines Verschiebens des Rings für die Schaffung einer Verriegelung oder Entriegelung vorgesehen werden müsste. Gerade im Vergleich zu der aus der EP 0 762 554 B1 bekannten Lösung wird bereits deshalb Bauraum eingespart. Auch ist es nicht erforderlich, eine Zylinderform mit einem oberen verriegelnden Abschnitt und einem unteren nicht verriegelnden Abschnitt mit geringerem Innendurchmesser vorzusehen. Es genügt ein Ring mit einer im Vergleich zu der vorbekannten Zylinderform geringen Bauhöhe, wodurch weiter im Vergleich zu der aus der Druckschrift EP 0 762 554 B1 bekannten Lösung Bauraum eingespart wird. Da der Ring gedreht und nicht verschoben wird, werden außerdem Verkantungen während einer solchen Bewegung besonders zuverlässig vermieden und zwar selbst dann, wenn nur ein Antrieb an nur einer Außenseite des Rings angreift.
Insbesondere der Innenumfang des Rings weist eine Steuerkontur auf, mit der das Verriegeln sowie das Entriegeln durch die ein oder mehreren Verriegelungselemente bewirkt werden kann. Dies trägt weiter verbessert zu einem geringen Bauraum bei.
Die Steuerkontur wird für ein jedes bewegbares Verriegelungselement vorzugsweise durch eine Einbuchtung vorzugsweise des Innenumfangs gebildet, in die ein jedes Verriegelungselement hinein oder aus der ein jedes Verriegelungselement heraus bewegt werden kann. Ein jedes Verriegelungselement wird in einer Ausführungsform für ein Entriegeln in die Einbuchtung hinein und für ein Verriegeln aus einer solchen Einbuchtung heraus bewegt. Es kann aber auch umgekehrt für ein Verriegeln ein jedes Verriegelungselement in die Einbuchtung hinein bewegt werden und dann umgekehrt für ein Entriegeln aus der Einbuchtung heraus. Eine solche Einbuchtung kann aber auch am Außenumfang vorgesehen sein. Dies ist allerdings weniger zu bevorzugen, da dann der Durchmesser des Rings geeignet kleiner zu wählen ist. Es steht dann weniger Platz für eine Mehrzahl von Einbuchtungen zur Verfügung.
Eine Seitenwand der Einbuchtung ist in einer Ausführungsform als Rampe für ein Bewegen eines Verriegelungselements ausgebildet und zwar vorzugsweise für ein Bewegen in seine verriegelnde Stellung. Wird der Ring entsprechend gedreht, so gleitet ein Endbereich eines Verriegelungselements entlang dieser Rampe und wird so insbesondere in seine verriegelnde Stellung hineingedrückt. Vorzugsweise erfolgt diese Bewegung eines Verriegelungselements, die durch die Rampe bewirkt wird, gegen eine Federkraft. Die Kraft dieser Feder bewirkt dann, dass das Verriegelungselement in die Einbuchtung zurück bewegt wird, wenn der Ring in die entsprechende Stellung zurück gedreht worden ist.
Eine Seitenwand der Einbuchtung ist bevorzugt als Anschlag für ein Verriegelungselement ausgebildet. Wird der Ring entsprechend gedreht, so gelangt ein Verriegelungselement schließlich gegen einen solchen Anschlag, so dass der Ring dann nicht darüber hinaus gedreht werden kann. Fehlfunktionen werden so verbessert vermieden.
Sind mehrere Verriegelungselemente vorhanden, so werden diese vorzugsweise zeitgleich mit Hilfe des Rings in ihre verriegelnde Stellung oder in ihre nicht verriegelnde Stellung gebracht. Der Ring und die Verriegelungselemente sind entsprechend beschaffen und angeordnet. So wird sichergestellt, dass im Fall einer Verriegelung die elektrische Steckverbindung stets vollständig verriegelt ist und nicht lediglich durch zum Beispiel ein einziges Verriegelungselement, was dazu führen könnte, dass hohe Auszugskräfte in diesem Fall die Verriegelung zerstören könnten.
Die ein oder mehreren Verriegelungselemente können vorzugsweise gegen eine Federkraft bewegt werden und zwar insbesondere dann in Richtung verriegelnde Stellung. Die Federkraft wird vorzugsweise dazu genutzt, um die Verriegelungselemente durch Federkraft zurück bewegen zu können.
Der Ring ist vorzugsweise umlaufend um die elektrischen Kontakte eines elektrischen Verbinders angeordnet. Er befindet sich insbesondere beim Außenumfang eines solchen Verbinders. Der Durchmesser des Rings ist dann relativ groß. Es steht so Platz zur Verfügung, um auch Bewegungen einer Mehrzahl von Verriegelungselementen steuern zu können, selbst wenn diese nur über eine Hälfte eines Schnitts verteilt angeordnet sind.
Die ein oder mehreren Verriegelungselemente werden in einer Ausführungsform in entsprechende Löcher bzw. Ausnehmungen eines elektrischen Verbinders für ein Verriegeln hinein bewegt und für ein Entriegeln aus den ein oder mehreren Löchern oder Ausnehmungen heraus bewegt. Die ein oder mehreren Verriegelungselemente gehören dann grundsätzlich zu einem elektrischen Verbinder der zu verriegelnden elektrischen Steckverbindung. Diese sind also beispielsweise mit einem Stecker oder einer Buchse verbunden. Der andere elektrische Verbinder umfasst dann die Löcher bzw. Ausnehmungen. Die Löcher bzw. Ausnehmungen befinden sich grundsätzlich in einem Gehäuse eines solchen weiteren Verbinders, also beispielsweise in einem Gehäuse einer Buchse oder eines Steckers.
Zwei benachbarte Löcher sind bevorzugt um jeweils 90° versetzt angeordnet. Sind drei Löcher vorhanden, so liegen sich zwei Löcher dann um 180° versetzt gegenüber. In gleicher Weise sind dann die Verriegelungselemente um 90° versetzt angeordnet, so dass sich im Fall von drei Verriegelungselementen zwei Verriegelungselemente um 180° versetzt gegenüber liegen. Bei dieser Anordnung verbleibt ein Freiraum, der für die Durchführung von Kontakten für Starkstrom und/oder für die Anordnung eines Antriebs genutzt werden kann.
In einer Ausgestaltung gibt es an einem Außenumfang oder Innenumfang eines ringförmigen Bauteils einer elektrischen Steckverbindung eine Steuerkontur. Ein drehbarer Ring umfasst verschiebbar ein oder mehrere Verriegelungselemente. Schiebbewegungen der Verriegelungselemente werden durch die Steuerkontur bewirkt, indem der drehbar gelagerte Ring gedreht wird. Die ein oder mehreren Verriegelungselemente werden so in die verriegelnde Position hinein oder aus ihr hinausbewegt und zwar vorzugsweise wieder gegen eine Federkraft. Darüber hinaus kann diese Ausführungsform wie beschrieben vorteilhaft ausgestaltet sein.
In einer Ausführungsform sind mehrere Verriegelungselemente, vorzugsweise genau drei Verriegelungselemente verteilt beim Außenumfang eines elektrischen Verbinders angeordnet und zwar insbesondere verteilt über eine Hälfte des Außenumfangs und/oder derart verteilt, dass zwei von drei Verriegelungselementen derart gegenüberliegend angeordnet sind, dass diese eine gemeinsame Achse aufweisen, entlang der die beiden Verriegelungselemente verschoben werden können, wobei das dritte Verriegelungselement vorzugsweise in einem rechten Winkel dazu verschiebbar angeordnet ist. Untereinander sind dann also zwei benachbarte Verriegelungselemente um 90° versetzt angeordnet. Mit drei Verriegelungselementen ist es möglich, eine Verriegelung bereitzustellen, die selbst sehr hohen Auszugskräften von zum Beispiel 1000 N zu widerstehen vermag. Zwei Verriegelungselemente sind insbesondere gegenüberliegend in vorgenannter Weise angeordnet, um so Hebelkräfte zu vermeiden, die Verkantungen oder sogar eine Beschädigung der Verriegelung einer elektrischen Steckverbindung bewirken könnten. Diese zwei Verriegelungselemente sind dann insbesondere an den Grenzen einer Hälfte des Außenumfangs eines elektrischen Verbinders angeordnet. Wird am Außenumfang ein drittes Verriegelungselemente angeordnet, welches dann vorzugsweise den gleichen Abstand zu den beiden anderen Verriegelungselementen aufweist, so steht vorteilhaft eine Hälfte oder ein in etwa hälftiger Bereich des Außenumfangs zur freien Verfügung, um beispielsweise hier unproblematisch einen Antrieb, insbesondere einen elektrischen Antrieb für den Ring vorzusehen und/oder aber um durch diese Hälfte bzw. in etwa hälftigen Bereich hindurch eine Mehrzahl von Starkstromleitungen mit großem Durchmesser hindurch zuführen, die besonders viel Platz benötigen. Leitungen mit kleinerem Durchmesser, die für Ströme mit geringerer Leistung vorgesehen sind, so zum Beispiel für haushaltsüblichen Wechselstrom und/oder für Steuerströme, befinden sich dann insbesondere in der Hälfte, die von den drei Verriegelungselementen umgeben wird. Regelmäßig werden fünf Starkstromleitungen bzw. Kontakte benötigt. Für die Übertragung von Wechselstrom genügen zwei bis drei Leitungen bzw. Kontakte mit geringem Durchmesser. Es können noch zwei weitere Leitungen mit besonders geringem Durchmesser für Steuerströme vorgesehen sein,
In einer Ausführungsform ist für den Ring ein Antrieb, insbesondere ein elektrischer Antrieb vorgesehen, der den Ring für ein Verriegeln sowie Entriegeln zu drehen vermag. Der Antrieb ist dann insbesondere Teil eines elektrischen Verbinders. Als Antrieb kann einen Elektromotor oder aber ein elektrischer Antrieb auf Basis einer Formgedächtnislegierung vorgesehen sein.
Die Bauhöhe des Rings beträgt in einer Ausführungsform nicht mehr als 2 cm, vorzugsweise nicht mehr als 1 cm, besonders bevorzugt nicht mehr als 5 mm. Der Ring kann aus Kunststoff bestehen. Der Ring besteht vorzugsweise aus Kunststoff. Die elektrischen Verbinder bestehen ebenfalls zumindest überwiegend aus Kunststoff. Die Verriegelungseinrichtung ist insbesondere so beschaffen, dass sie im verriegelten Zustand einer Auszugskraft von 1000 N zu widerstehen vermag. Der Ring unterscheidet sich von dem aus der EP 0 762 554 B1 bekannten Stand der Technik insbesondere dadurch, dass die Steuerkurve für ein Verriegeln bzw. Entriegeln sich in radialer Richtung erstreckt und nicht in axialer Richtung. Der Ring kann mit ein oder mehreren weiteren Bauteilen verbunden sein, die dann aber nicht der Steuerung der Verriegelung bzw. der Entriegelung dienen, sondern aus anderen Gründen vorgesehen sind. Vorzugsweise ist der Ring jedoch ein separates Bauteil, also nicht mit weiteren ein oder mehreren Bauteilen verbunden. Vorzugsweise wird der Ring für ein Verriegeln bzw. Entriegeln zwischen zwei Stellungen hin und her bewegt. Es ist aber auch möglich, den Ring in eine Richtung geeignet weiter zu drehen, um abwechselnd zu verriegeln und wieder zu entriegeln.
Die ein oder mehreren Verriegelungselemente müssen nicht zwingend durch ein Verschieben bewegt werden. Diese können alternativ oder ergänzend eine Drehbewegung oder eine Schwenkbewegung ausführen, um zwischen einer verriegelnden und einer nicht verriegelnden Stellung hin und her bewegt zu werden. Solche Bewegungen werden wiederum durch eine Steuerkurve gesteuert oder sogar bewirkt, die sich radial über den Außenumfang oder den Innenumfang eines ringförmigen Bauteils erstreckt. Diese Steuerkurve bzw. das zugehörige Bauteil wird relativ zu den Verriegelungselementen verdreht, um zu verriegeln oder zu entriegeln. Die Relativbewegung wird insbesondere durch einen elektrischen Antrieb bewirkt.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
1 zeigt einen Schnitt durch eine elektrische Steckverbindung im nicht verriegelten Zustand.
2 zeigt einen Schnitt durch eine elektrische Steckverbindung im verriegelten Zustand.
3 zeigt einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform einer elektrischen Steckverbindung im nicht verriegelten Zustand.
4 zeigt einen Schnitt durch eine elektrische Steckverbindung gemäß 3 im verriegelten Zustand.
5 zeigt einen Schnitt durch eine weitere elektrische Steckverbindung im verriegelten Zustand.
6 zeigt einen Schnitt durch eine elektrische Steckverbindung nach 5 im nicht verriegelten Zustand.
In der 1 wird im Schnitt ein elektrischer Verbinder 1 mit einer Verriegelungseinrichtung für das Verriegeln einer elektrischen Steckverbindung zwischen dem elektrischen Verbinder 1 und einem weiteren Verbinder gezeigt. Ein Gehäusebereich 2 des weiteren Verbinders, der bereits mit dem Verbinder 1 mechanisch und elektrisch verbunden worden ist, wird in der 1 im Schnitt durch eine gestrichelte Linie angedeutet. Der elektrische Verbinder 1 ist insbesondere Teil eines Kraftfahrzeugs. Dieser kann aber auch Teil einer Ladestation sein, bei der Bauraumprobleme aber weniger relevant sind. Der elektrische Verbinder 1, der ein Stecker oder eine Buchse sein kann, weist drei bolzen- oder stiftförmige Verriegelungselemente 3 auf, mit denen eine entsprechende elektrische Steckverbindung zwischen dem Verbinder 1 und dem weiteren Verbinder mit dem Gehäuse 2 verriegelt oder entriegelt werden kann. In der 1 wird der entriegelte Zustand gezeigt. Ausgehend von der in der 1 gezeigten nicht verriegelten Stellung können die drei Verriegelungselemente 3 nach innen entlang ihrer jeweiligen Längsachse in ihre verriegelnde Stellung verschoben werden, wie durch den Pfeil beim oben befindlichen Verriegelungselement angedeutet wird. Die drei Verriegelungselemente 3 gelangen dann in Ausnehmungen bzw. Löcher 4 im Gehäuse 2 hinein, wodurch die elektrische Steckverbindung zwischen den beiden elektrischen Verbindern verriegelt wird. Mit den nur drei in 1 gezeigten Verriegelungselementen kann eine elektrische Steckverbindung selbst vor Auszugskräften von 1000 N geschützt werden. Eine Kraft von 1000 N reicht dann nicht aus, um die Verbinder im verriegelten Zustand der Steckverbindung voneinander zu trennen, auch wenn die Gehäuse aus Gewichtsgründen aus Kunststoff gefertigt sind. Die Verriegelungsstifte 3 können ebenfalls aus Kunststoff oder aus Metall bestehen.
Die Verriegelungseinrichtung des elektrischen Verbinders 1 umfasst einen drehbar gelagerten Ring 5, der wie durch einen Pfeil angedeutet für ein Verriegeln entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn gedreht wird. Der Ring 5 besteht vorzugsweise aus Kunststoff, kann aber auch aus Metall bestehen. Der Ring 5 kann über seine gesamte Bauhöhe einen Schnitt wie in der 1 gezeigt aufweisen. Die Einbuchtungen 6 können aber auch an ein oder zwei Seiten seitlich abgedeckt sein. Für den Ring kann ein Anschlag vorgesehen sein, der die Drehbewegung in Verriegelungsrichtung begrenzt. Der Ring muss hin und her gedreht werden, um zu verriegeln bzw. zu entriegeln. Es ist aber auch möglich, den Ring in nur eine Richtung und zwar im Fall der 1 entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn zu drehen, um zunächst zu verriegeln und schließlich wieder zu entriegeln.
Am Innenumfang des Rings 5 ist eine Steuerkontur in Form von drei Einbuchtungen 6 vorhanden, mit der das Verriegeln sowie das Entriegeln bewirkt wird. Ein jedes Verriegelungselement 3 reicht wie dargestellt in eine zugehörige Einbuchtung 6 in der nicht verriegelnden Stellung hinein und zwar insbesondere bis zum Grund einer jeden Einbuchtung 6 und zwar insbesondere durch Federkraft einer nicht dargestellten, jeweils zugehörigen Feder, die ein jedes Verriegelungselement 3 in Richtung Grund einer Einbuchtung 6 drückt.
Eine Seitenwand 7 einer jeden Einbuchtung 6 läuft derart schräg auf den Innenumfang des Rings 5 zu, dass diese Seitenwand 7 als Rampe für ein zugehöriges Verriegelungselement dient. Wird der Ring 5 im Fall der 1 entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn gedreht, so gleitet der anfänglich am Grund befindliche Endbereich eines jeden Verriegelungselements entlang dieser Rampe 7 und wird so in seine verriegelnde Stellung bewegt. In der verriegelnden Stellung liegt dieser Endbereich eines jeden Verriegelungselements 3 am Innenumfang 8 des Rings 5 auf. Sind die Verriegelungselemente 3 federbelastet, so erfolgt diese Bewegung in Richtung verriegelnde Stellung insbesondere gegen die Federkraft.
Eine jede Seitenwand 9 der Einbuchtungen 6, die der jeweiligen Rampe 7 gegenüberliegt, verläuft parallel zur Normalen des Innenumfangs 8. Die Seitenwände 9 schließen also einen rechten Winkel mit dem angrenzenden Bereich des Innenumfangs 8 des Rings 5 ein. Diese Seitenwände 9 bilden so einen Anschlag für ein in die Einbuchtung 6 hinein reichendes Verriegelungselement 3. Im Fall der 1 wird dadurch verhindert, dass der Ring 5 im Uhrzeigersinn gedreht werden kann, wenn sich die Verriegelungselemente 3 wie dargestellt in den Einbuchtungen 6 befinden.
Die Verriegelungselemente 3 werden zeitgleich mit Hilfe des Rings 5 in ihre verriegelnde Stellung oder in ihre nicht verriegelnde Stellung bewegt. Eine elektrische Steckverbindung ist im Fall einer Verriegelung also stets durch sämtliche drei Verriegelungselemente 3 zugleich und damit an drei unterschiedlichen Positionen verriegelt.
Der Ring 5 verläuft um elektrische Kontakte 10 und 11 des elektrischen Verbinders 1 herum. Er befindet sich beim Außenumfang des Verbinders 1 und grenzt an diesen zum Beispiel an oder befindet sich zumindest nahe beim Außenumfang.
Die drei Verriegelungselemente 3 sind um die elektrischen Kontakte 11 mit dem relativ geringen Durchmesser herum gruppiert, nicht aber um die elektrischen Kontakte 10 mit dem relativ großen Durchmesser. Zwei der drei Verriegelungselemente 3 liegen sich dabei wie in der 1 gezeigt derart gegenüber, dass diese entlang einer gemeinsamen Bewegungsachse verlaufen. Das dritte, im Fall der 1 oben befindliche Verriegelungselement 3 ist zu dieser gemeinsamen Bewegungsachse in einem rechten Winkel verschiebbar angeordnet, also um 90° versetzt. Diese drei Verriegelungselemente 3 sind dann angrenzend an eine Hälfte oder Teilbereich des elektrischen Verbinders angeordnet, durch die die elektrischen Kontakte 11 mit den kleinen Durchmessern hindurch verlaufen. Es steht so eine in der 1 gezeigte untere Hälfte bzw. unterer Teilbereich zur Verfügung, um beispielsweise hier einen Elektromotor 12 mit Spindel 13 anzuordnen, durch den der Ring 5 für ein Verriegeln oder ein Entriegeln angetrieben werden kann. Ist ca. eine Umfangshälfte frei von Verriegelungselementen 3, so wirkt sich die dadurch erreichte drehbare Lagerung auch vorteilhaft auf einen störungsfreien Betrieb aus. Der Antrieb 12 kann aber auch an anderer Stelle den Ring 5 antreiben.
Die Spindel 13 eines Elektromotors 12 kann direkt auf einen zahnradförmigen Oberflächenbereich des Rings 5 für ein Drehen des Rings 5 einwirken oder indirekt über ein Getriebe.
In der 2 wird der verriegelte Zustand gezeigt. Der Ring 5 kann beispielsweise nun im Uhrzeigersinn gedreht werden, um wieder zu entriegeln. Es ist aber auch möglich, aber wegen erhöhter mechanischer Belastung weniger zu bevorzugen, dass der Ring 5 nun weiter entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn gedreht werden kann, damit schließlich die Verriegelungselemente 3 in Einbuchtungen 6 für ein Entriegeln zurückbewegt werden können. Die Verriegelungselemente 3 müssen nun für ein Entriegeln nach außen bewegt werden, wie durch einen Pfeil im Fall des oberen Verriegelungselements 3 angedeutet wird.
In den 3 bis 6 werden Abwandlungen skizziert. An einem Ring 5 eines elektrischen Verbinders, der relativ zu einem Gehäuse 2 eines weiteren Verbinders einer elektrischen Steckverbindung verdreht werden kann, sind Verriegelungselemente 3 verschwenkbar angebracht. Diese sind zum Beispiel mittels nicht dargestellter Federn in Richtung Gehäuse 2 vorgespannt. Wird der Ring 5 relativ zum Gehäuse 2 verdreht, so rasten die Verriegelungselemente 3 entweder in die Löcher oder Ausnehmungen 4 für ein verriegeln ein oder aber diese werden aufgrund entsprechender Konturen aus diesen Löchern 4 für ein Entriegeln herausgedrückt. Die 3 bis 6 verdeutlichen, dass die Verriegelungselemente 3 unterschiedlich geformt sein können, also zum Beispiel hakenförmig oder langgestreckt. Wird das Gehäuse 2 in den elektrischen Verbinder mit den Verriegelungselementen 3 hineingesteckt, so können rampenförmige Strukturen vorhanden sein, die die Verriegelungselemente zunächst zum Beispiel gegen Federkräfte in Richtung nicht verriegelnde Stellung zurückdrücken.
Im Anschluss an ein solches Zurückdrücken liegen die Verriegelungselemente 3 in einer Ausführungsform zunächst an der Außenwand des Gehäuses 2 an, wenn die beiden elektrischen Verbinder vollständig ineinander gesteckt sind. Erst durch eine Relativdrehung des Rings 5 gegenüber dem Gehäuse 2 verriegelt die elektrische Steckverbindung.
Im Anschluss an ein solches Zurückdrücken rasten die Verriegelungselemente 3 in einer Ausführungsform in den Löchern 4 des Gehäuses 2 ein, sobald die beiden elektrischen Verbinder vollständig ineinander gesteckt sind. Die Relativdrehung dient dann lediglich dem Entriegeln.
Die Löcher 4 können zugleich eine Steuerkontur umfassen, die bewirkt, dass einerseits ein Anschlag für die Verriegelungselemente 3 in einer Drehrichtung bereitgestellt wird und andererseits bei einem Verdrehen in der entgegengesetzten Richtung die Verriegelungselemente 3 aus ihrer verriegelnden Stellung heraus bewegt werden. Um als Anschlag zu wirken, können Drehbewegungen der Verriegelungselemente 3 in dafür geeigneter Weise in einer Ausführungsform nur eingeschränkt möglich sein. Eine solche Steuerkontur muss nicht zwingend eine Rampe umfassen. Es kommt bei Vorhandensein einer Steuerkontur alleine darauf an, dass die Verriegelungselemente 3 in der beschriebenen Weise aus der verriegelnden Stellung heraus bewegt werden können. Die Steuerkontur muss nicht zwingend eine einen Anschlag umfassen. Diese ist lediglich vorteilhaft. Im Fall der 3–6 bewirkt die eine Seite eines jeden Lochs 4 als Anschlag und die gegenüberliegende Seite bewirkt, dass ein Verriegelungselement 3 wieder aus der verriegelnden Stellung durch entsprechendes Verdrehen heraus gedrückt werden kann. Die Steuerkontur kann also, wie die 3–6 verdeutlichen, Bestandteil des elektrischen Verbinders sein, der nicht die Verriegelungselemente 3 umfasst. Die Verriegelungselemente 3 müssen nicht zwingend verschwenkbar am Ring 5 angebracht sein. Kombinationen der verschiedenen Ausgestaltungen sind möglich.
Die in den 3 bis 6 gezeigten Ausführungsformen können auch einen Zwischenring zwischen dem Ring 5 und dem Gehäuse 2 umfassen, der mit Löchern versehen ist und der in Abhängigkeit von seiner Stellung ein Verriegeln ermöglicht oder aber der dafür Sorge trägt, dass sich die Verriegelungselemente in ihrer entriegelten Stellung befinden.
Bezugszeichenliste

1: elektrischer Verbinder
2: Gehäusebereich eines weiteren Verbinders
3: Verriegelungselement
4: Loch
5: drehbar gelagerter Ring
6: Einbuchtung
7: Rampe
8: Ring-Innenumfang
9: Anschlag
10: elektrischer Kontakt mit großem Durchmesser für Starkstrom
11: elektrischer Kontakt mit kleinem Durchmesser insbesondere für haushaltsüblichen Strom oder für Steuerstrom
12: Elektromotor
13: Spindel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2293391 A2 [0005]
EP 0762554 B1 [0006, 0010, 0023]

Claims

Verriegelungseinrichtung für das Verriegeln einer elektrischen Steckverbindung zwischen zwei elektrischen Verbindern (1, 2) insbesondere für ein Kraftfahrzeug mit einem Verriegelungselement (3) für ein Verriegeln der elektrischen Steckverbindung, das von einer verriegelnden Stellung in eine nicht verriegelnde Stellung gebracht werden kann und umgekehrt, vorzugsweise mit einer Mehrzahl von Verriegelungselementen (3), gekennzeichnet durch einen drehbaren Ring (5) für das Verriegeln und/oder das Entriegeln mittels Drehbewegung.
Verriegelungseinrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungseinrichtung und zwar vorzugsweise der Innenumfang (8) des Rings (5) eine Steuerkontur (6) aufweist, mit der das Verriegeln und/oder das Entriegeln durch die ein oder mehreren Verriegelungselemente (3) bewirkt werden kann.
Verriegelungseinrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerkontur für jedes Verriegelungselement (3) eine Einbuchtung (6) des Innenumfangs (8) umfasst, in die ein jedes Verriegelungselement (3) zumindest teilweise hinein oder aus der ein jedes Verriegelungselement (3) zumindest teilweise heraus bewegt werden kann.
Verriegelungseinrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine Seitenwand (7) der Einbuchtung (6) als Rampe für ein Bewegen eines Verriegelungselements (3) in seine verriegelnde Stellung ausgebildet ist.
Verriegelungseinrichtung nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Seitenwand (9) der Einbuchtung (6) als Anschlag für ein Verriegelungselement (3) ausgebildet ist oder die Steuerkontur einen Anschlag für ein Verriegelungselement umfasst.
Verriegelungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ein oder mehreren Verriegelungselemente (3) gegen eine Federkraft bewegt werden können und zwar dann insbesondere in Richtung verriegelnde Stellung.
Verriegelungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (5) umlaufend um die elektrischen Kontakte (10, 11) eines elektrischen Verbinders (1) angeordnet ist.
Verriegelungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ein oder mehreren Verriegelungselemente (3) in ein oder mehrere Löcher (4) eines elektrischen Verbinders (2) der elektrischen Steckverbindung für ein Verriegeln hinein und für ein Entriegeln aus den ein oder mehreren Löchern (4) heraus bewegt werden können.
Verriegelungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Verriegelungselemente (3) zueinander um 90° versetzt angeordnet sind und/oder dass genau drei Verriegelungselemente (3) verteilt beim Außenumfang eines elektrischen Verbinders (1) angeordnet sind und/oder dass sämtliche Verriegelungselemente (3) verteilt über eine Hälfte beim Außenumfang eines elektrischen Verbinders (1) angeordnet sind und/oder so verteilt angeordnet sind, dass zwei von drei Verriegelungselementen (3) derart gegenüberliegend angeordnet sind, dass diese eine gemeinsame Achse aufweisen, entlang der die beiden Verriegelungselemente (3) verschoben werden können.
Verriegelungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Antrieb, insbesondere einen elektrischen Antrieb (12), der den Ring für ein Verriegeln sowie Entriegeln zu drehen vermag.