WO2010003507A1 - High-voltage plug connection for motor vehicles - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a high-voltage connector, in particular for a motor vehicle with high-voltage components, for the detachable electrical connection of a cable connected to a power cable side connector with a cable-side connector housing and a device-side held connector with a device-side connector housing.
- An electric drive system of a drive configuration in a motor vehicle also has high-voltage components or units with voltages of currently already more than 300V (greater than 60V D c greater than 25V A c) on.
- These include in particular power actuators, in particular converters, power converters and / or converters, an electronic control unit or ECU (electronic controller unit).
- the high-voltage network composed of the high-voltage devices and a high-voltage battery supplying them is usually protected by access protection in order to avoid a risk of injury when the high-voltage units carrying the high voltage are touched. For example, with the drive system switched off (and the machine still rotating), contact protection against a high voltage still available at the motor terminals of the electrical machine must be ensured.
- the invention has for its object to provide a suitable for the automotive sector, in particular space-saving and safe, high-voltage connector.
- a locking plug is provided as part of the high-voltage connector (HV connector), which can be inserted into a plug-in opening of the device-side stretch connector or its plug housing.
- HV connector high-voltage connector
- the locking plug locks the cable-side connector, for which purpose it has been previously contacted with the device-side connector electrically. A release of the power side HV connector is only possible after the locking connector is pulled.
- the locking connector advantageously has at least one double function, namely the mechanical locking function of the two connectors and preferably an HVIL interrupt function (Hazardous Voltage Interlock Loop).
- HVIL interrupt function Hazardous Voltage Interlock Loop
- the locking plug HVIL or signal contact so that in the connector also a releasable electrical connection with device-side signal or mating contacts is made.
- the device-side signal contacts are suitably arranged on a signal or filter board, which expediently also serves for (signal-side) shielding of the high-voltage connector.
- the invention is based on the consideration that switching on the high voltage for the high-voltage devices from the joining process of the connector should be made dependent by a suitable, logical sequence of the joining order of the cable-side connector and the locking connector is specified.
- Particularly suitable for this purpose is a HV connector associated locking, sensor and / or signal connector, which is suitable already HVIL plug contacts of a particular in vehicles with electric drive system, eg. B. in hybrid vehicles, used as a safety measure high-voltage cut-off circuit (HVIL) includes.
- a suitable joining order should specify that, on the one hand, the locking plug must be fitted to produce the high-performance plug connection and, as a result, the plug contact connection must be mechanically locked before the high voltage in the system is switched on.
- the locking plug which is preferably provided with the HVIL functionality, before the high-performance HV plug connection can be released. This ensures that with each actuation of the HV connector, the high voltage in the system is always safely switched off electrically.
- a so-called CPA functionality Connector Position Assurence
- an additional HVIL, signal or sensor connector eg. B. for a reed or Hall sensor omitted.
- the blocking element provided for locking the power-conducting plug-in or plug-in contact connection suitably protrudes into the device-side plug-in opening receiving the locking plug.
- the blocking element is preferably provided with a run-on slope, so that when joining the locking plug, the blocking element transversely to the direction of insertion, in particular against a spring force, is displaceable.
- this On the side facing away from the run-up slope of the locking element, this has a locking cam or the like, which engages in a corresponding detent opening in the plug housing of the cable-side connector and thus reliably, but releasably locked in the joint connection with the device-side connector.
- the connector on a joint protection which prevents the insertion of the locking connector when the connector of the cable-side connector is not made with the device-side connector.
- at least one locking element is suitably provided which blocks the plug-in opening provided for the locking plug when the plug-in connection is released and only then releases it when the cable-side and device-side plug-in connectors are joined together.
- the locking and Riegeietti part of a locking unit with a web or grid-like latch housing.
- a bending spring in the form of a suitably forked punched spring plate, the spring elements formed by the fork tines interact with the locking and locking elements.
- the device-side plug housing has molded latching hooks.
- the device-side plug contact with the intended device housing of the corresponding high-voltage component in the course of a pre-assembly expediently be locked once.
- the device-side plug housing is suitably guided through a corresponding passage opening of the device into its interior, where it is contacted as intended and locked in the region of the opening edge of the passage opening. In this state, therefore, the corresponding device with the device-side connector is already pre-assembled.
- the locking plug on a connector housing integrally formed latching hook.
- a sealing collar which surrounds in the Fügeverbidung the two connectors a aligned with the device-side insertion opening opening.
- the locking of the locking plug with the cable-side plug housing is thus advantageously carried out by a corresponding latching connection in the region of the sealing collar.
- the cable-side plug housing expediently has two housing components or parts. While the housing-side connector is protected against contact, encloses a housing part to protect the contact elements of the cable-side connector whose contact elements on all sides and closes them - with the exception of a required for contacting passage - virtually completely.
- the other housing part is expediently electrically conductive or has at least one metallic connection plate or a metal sheet through which, for example, one, two or three high-voltage lines with, for example, 16 mm 2 to 70 mm 2 conductor cross-section are sealed.
- This housing part which is expediently provided with gripping elements, also preferably has the required holding or guiding elements for the locking plug, suitably in the form of the sealing collar surrounding the passage and plug opening for the locking plug.
- the manufactured HV connector closes the cable-side plug housing - and in particular its metallic housing part - the device opening on the device-side connector facing away from the outside of the housing almost completely.
- the device-side connector does not need to be additionally shielded, since this already rests in the usually metallic device housing and therefore is already effectively shielded from this. This makes it possible to dispense with complex shielding parts.
- the cable-side connector is provided in the region of the cable or line bushing by means of expediently a braided overall shield, which is directly connected to the metallic housing part of the cable-side plug-in housing.
- the overall screen mesh in turn is suitably surrounded by a shrink tube.
- the overall screen mesh in contrast to a separate shielding of the individual lines of the cable, a reduction of the line spacing, which in turn leads to a reduction in the size of the entire HV connector. Due to the shielding by means of the overall screen mesh, the HV connector has particularly good EMC properties, which is particularly advantageous in the automotive sector (hybrid or electric drives).
- the advantages achieved by the invention are in particular that with the HV connector according to the invention a locking plug is carried, which expediently in addition to the locking function has at least the HVIL function and preferably before disconnecting the high-performance HV connector, the high voltage of the high-voltage system switches off electronically.
- the power management of the HV connector is thus achieved stress-free.
- the signal contact realized as a separate locking plug enables the integration of signal and control functions together with the locking and HVIL functionality into a single connector as a multi-pole, for example eight-pole plug connector. Since the locking plug can only be joined when the high-performance HV plug-in contact is inserted correctly and completely, the CPA functionality is also fulfilled. Thanks to the combination with the HVIL plug-in contact, this CPA functionality can be felt mechanically and visually during assembly, as well as being electrically or electronically checked.
- FIG. 1 shows a longitudinal section of a plugged high-voltage connector with a device-side connector (right) and with a cable-side connector (left) and with a locking plug in plug-in connection with the device-side connector
- FIG. 7 is a perspective view of a rear view of the device-internal connector with inserted locking unit
- the illustrated high-voltage connector (HV connector) 1 comprises a device-side connector 2 with a power or female contact 3 (female contact) and a cable-side connector 4 with a corresponding power or male contact 5 (Male -Contact).
- the HV connector 1 also includes a device-side signal or filter board 6 and a locking plug 7.
- the signal board 6 contains a number of signal and / or HVIL contacts (connection pins) 8 for the transmission of control signals or for HVIL interruption (Hazardous Voltage Interlock Loop). Signal).
- the device-side connector 2 has a plug housing 9 with a plug-in opening 10 with the contacts or pins 8 arranged therein for contacting with corresponding contacts (contact sockets) of the locking plug 7.
- molded latching hooks 11 of the device-side signal connector 2 in the region of a passage opening 12 which is provided with an opening collar 13, locked with a partially visible device housing 14.
- the female contact 3 is in this mounting state of the connector 1 already inside the device housing 14, through the passage opening 12 of the connector 2 has previously been ushered in a pre-assembly or prefabrication step from the outside.
- This device housing 14 includes, for example, high-voltage components of a motor vehicle provided with an electric drive system, in particular a hybrid vehicle.
- the cable-side connector 4 has a plug housing 15 with two housing parts 15a and 15b.
- the housing 15 has gripping elements 16 and essentially contains the plug contact 5.
- This housing is electrically connected, for example by means of a crimp or weld 17 with a power-conducting conductor or its conductor core 18 of a power cable 19 of the high-voltage system.
- the housing part 15b which is fixedly connected to the housing part 15a, for example via a latch or the like, is expediently metallic.
- This housing part 15b has a sealing collar 20 as a receiving, guiding and sealing channel for the locking plug 7.
- this housing part 15b has a dome-shaped feedthrough collar 21 for the or each of, for example, two or three conductors 18.
- a sealing element 22 is inserted into the plug-in housing.
- a shield surrounding all conductors 18 is provided in the form of a common overall screen mesh 23.
- This overall braided shield 23 in turn is encased by a protective tube, in particular a shrink tube 24, which is comparatively clearly evident from FIGS. 3 and 4.
- the cable-side plug-in housing 15 fully surrounds the opening collar 13 of the device housing 14 in the case of a plug connection between the plug-in connectors 4 and 5.
- the housing part 15b of the plug housing 16 has a corresponding, closed housing collar 25, the opening contour of which corresponds to that of the opening collar 13 of the device housing 14; see. in particular FIGS. 4 and 5.
- a seal 26 a is located on the signal connector 7, so that it is sealed in the insertion position shown in Fig. 1 against the sealing collar 20.
- the signal connector 7 is latched in this plugging or joining position with the sealing collar 20 (FIGS. 3 and 4).
- the locking plug 7 has a plug housing 28.
- a formed with a plug-in space 29 housing member 30 receives the sealing collar 20 of the plug housing 15.
- opposite locking elements 31 are integrally formed on the sealing collar, engage in the corresponding locking elements 32 on the connector housing 28 of the locking connector 7.
- the device-side connector 2 has a blocking element 35.
- This comprises a projecting into the plug opening 10 run-on slope 36 and on the opposite, the contacts 3 and 5 side facing a locking bolt or cam 37.
- This can also be designed with a run-on slope.
- the blocking element 35 cooperates with a spring element 38.
- a locking element 40 is inserted into the plug-in opening 10, which also interacts with the stamped spring plate designed as a common bending spring (FIGS. 8 and 9).
- the locking element 40 is designed in the manner of a half-shell (FIGS. 4 and 6) and also has a run-on slope 41, which is formed on the actuating or locking end 42 of the locking element 40. With this locking end 42, the locking element 40 projects with the connectors 2.4 open, i. at completely pulled out of the device-side connector 2 connector 4 in a joining or contact space 43 of the device-side plug housing 9 inside.
- the clear width of this joining or receiving space 43 is adapted to the outer dimensions of the plug contact 5 enclosing the housing part 15 a of the cable-side plug-in contact 4.
- the power-side connector between the connectors 2 and 4 is electrically made only when the locking plug 7 is inserted and the electrical signal contact is made.
- this plug-in connection of the locking plug 7 by means of the blocking element 35 locks the cremeseiti- gene connector 4, so that a reliable and secure mechanical HV lock is made.
- the locking plug 7 moves over the starting slope 36 of the blocking element 35 whose locking cam 37 into a corresponding recess 47 in the housing part 15a of the cable-side plug housing 15 (Fig. 1).
- the latching recesses 47 preferably also include contact springs for connecting the cable-side shielding to the device housing 14, ie for transmitting the shielding from the plug connector 4 to the device housing 14.
- the locking plug 7 To release the connector, the locking plug 7 must first be pulled (counter to the insertion direction 45) to release the HV lock of the cable-side connector 4. Only then can this be pulled as well. After this time, d. H. Before the contactor or access protection underlying power-conducting connector 2.4 can be opened, the HV connector 1 and in particular the plug contacts 5 of the cable-side connector and due to the HVIL interruption and the associated security measure are already free of tension.
- FIG. 5 and 6 show the mating face of the device-side connector 2 with a view of the plug housing 9 practically completely closed, surrounding the opening collar 13 device or housing passage opening 12.
- Recognizable are two mutually edge-side locking elements 40 and the intermediate blocking element 35 in the In this case, Fig. 5 shows the fully unlocked by the locking elements 40 plug-in opening 10, while Fig. 6 shows the locking elements 40 to ensure the HVIL-Fügetikes not plugged connector 4 serving blocking position of the locking elements 40.
- the bolt ends 42 protrude into the joining and contact space 43 of the device-side plug-in housing 9.
- Visible are also two laterally opposite latching elements 48, which correspond with correspondingly positioned latching elements 49 (Fig.
- 7 to 9 show a locking unit 50 with a web or grid-like latch housing 51, which is inserted into retaining rails 52 (FIG. 7) of the device-side plug-in housing 9 and latched there by means of snap hooks 53.
- the spring element 38 is inserted and held by clamping cam 54.
- the fork-tooth-like spring ends 38a, 38b, 38c of the spring element 38 cooperate with the two locking elements 40 or with the blocking element 35 to produce the desired restoring force.
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Abstract
The invention relates to a high-voltage plug connection (1), particularly for a motor vehicle having a number of high-voltage devices, for releaseably connecting a cable-side plug connector (4) connected to a power cable (19) and a device-side plug connector (2). A locking plug (7) can be inserted into a plug opening (10) of the device-side plug connector (2), wherein the locking plug (7) releaseably locks to the cable-side plug connector (4) contacting the device-side plug connector (2) in the plug connection by means of a locking element (35).
Description
Beschreibung description
Hochvolt-Steckverbindung für KraftfahrzeugeHigh-voltage connector for motor vehicles
Die Erfindung betrifft eine Hochvolt-Steckverbindung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug mit Hochvoltkomponenten, zur lösbaren elektrischen Verbindung eines mit einem Leistungskabel verbundenen kabelseitigen Steckverbinders mit einem kabelseitigen Steckgehäuse und eines geräteseitig gehaltenen Steckverbinders mit einem geräteseitigen Steckgehäuse.The invention relates to a high-voltage connector, in particular for a motor vehicle with high-voltage components, for the detachable electrical connection of a cable connected to a power cable side connector with a cable-side connector housing and a device-side held connector with a device-side connector housing.
Ein elektrisches Antriebssystem einer Antriebskonfiguration in einem Kraftfahrzeug (Hybridantrieb, Hybrid-, Elektro- oder Brennstoffzellenfahrzeug) mit mindestens einer elektrischen Maschine (Synchron- oder Asynchronmaschine) weist nachfolgend auch als Hochvoltgeräte bezeichnete Hochvoltkomponenten oder - aggregate mit Spannungen von derzeit bereits über 300V (größer 60VDc. größer 25VAc) auf. Hierzu gehören insbesondere auch Leistungsstellglieder, wie insbesondere Umrichter, Stromrichter und/oder Wandler, einer elektronischen Steuerungseinheit oder ECU (electronic Controller Unit).An electric drive system of a drive configuration in a motor vehicle (hybrid drive, hybrid, electric or fuel cell vehicle) with at least one electric machine (synchronous or asynchronous machine) also has high-voltage components or units with voltages of currently already more than 300V (greater than 60V D c greater than 25V A c) on. These include in particular power actuators, in particular converters, power converters and / or converters, an electronic control unit or ECU (electronic controller unit).
Das sich aus den Hochvoltgeräten und einer diese speisende Hochvoltbatterie zusammensetzende Hochvoltnetz ist üblicherweise mit einem Zugangsschutz gesichert, um eine Verletzungsgefahr bei einer Berührung der die hohe Spannung führenden Hochvoltaggregate zu vermeiden. So ist beispielsweise bei abgeschaltetem Antriebssystem (und noch drehender Maschine) ein Berührungsschutz vor einer an den Motorklemmen der elektrischen Maschine noch verfügbare hohe Spannung sicherzustellen.The high-voltage network composed of the high-voltage devices and a high-voltage battery supplying them is usually protected by access protection in order to avoid a risk of injury when the high-voltage units carrying the high voltage are touched. For example, with the drive system switched off (and the machine still rotating), contact protection against a high voltage still available at the motor terminals of the electrical machine must be ensured.
Auch muss beim Lösen von beispielsweise aus der DE 10 2006 047 039 A1 bekannten Steckverbindern oder Kontaktverbindungen sowie beim Öffnen des Maschinengehäuses der elektrischen Maschine oder des Gerätegehäuses der die Leistungsstellglieder enthaltenden elektronischen Steuerungseinheit ein Absinken der hohen Spannung in kürzester Zeit sichergestellt werden. Aufgrund der hohen
zu übertragenden Ströme und der Sicherheitsanforderungen in bezug auf den Berührungsschutz sowie hinsichtlich vorgeschriebener Luft- und Kriechstrecken weisen derartige Hochvolt-Steckverbindungen eine besonders große Bauform auf.Also, when releasing, for example, from DE 10 2006 047 039 A1 known connectors or contact connections and when opening the machine housing of the electrical machine or the device housing of the power actuators containing electronic control unit a drop in high voltage must be ensured in no time. Because of the high currents to be transmitted and the safety requirements with respect to the protection against contact and with regard to prescribed clearances and creepage distances, such high-voltage connectors have a particularly large design.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine für den Kraftfahrzeugbereich geeignete, insbesondere raumsparende und sichere, Hochvolt-Steckverbindung anzugeben.The invention has for its object to provide a suitable for the automotive sector, in particular space-saving and safe, high-voltage connector.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Varianten der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved by the features of claim 1. Advantageous embodiments, developments and variants of the invention are the subject of the dependent claims.
Hierzu ist ein Verriegelungsstecker als Bestandteil der Hochvolt-Steckverbindung (HV-Steckverbindung) vorgesehen, der in eine Stecköffnung des geräteseitigen Streckverbinders bzw. dessen Steckergehäuses einsteckbar ist. In dieser mechanischen Steckverbindung verriegelt der Verriegelungsstecker den kabelseitigen Steckverbinder, wozu dieser zuvor mit dem geräteseitigen Steckverbinder elektrisch kontaktiert worden ist. Ein Lösen der leistungsseitigen HV-Steckverbindung ist erst möglich, nachdem der Verriegelungsstecker gezogen ist.For this purpose, a locking plug is provided as part of the high-voltage connector (HV connector), which can be inserted into a plug-in opening of the device-side stretch connector or its plug housing. In this mechanical connector, the locking plug locks the cable-side connector, for which purpose it has been previously contacted with the device-side connector electrically. A release of the power side HV connector is only possible after the locking connector is pulled.
Der Verriegelungsstecker hat vorteilhafterweise zumindest eine Doppelfunktion, nämlich die mechanische Verriegelungsfunktion der beiden Steckverbinder und vorzugsweise eine HVIL-Unterbrechungsfunktion (Hazardous Voltage Interlock Loop). Hierzu, sowie geeigneterweise zusätzlich zur Signalübertragung weist der Verriegelungsstecker HVIL- bzw. Signalkontakt auf, so dass in der Steckverbindung auch eine lösbare elektrischen Verbindung mit geräteseitigen Signal- oder Gegenkontakten hergestellt ist. Die geräteseitigen Signalkontakte sind dabei geeigneterweise auf einer Signal- oder Filterplatine angeordnet, die zweckmäßigerweise auch zur (signalseitigen) Abschirmung der Hochvolt-Steckverbindung dient.The locking connector advantageously has at least one double function, namely the mechanical locking function of the two connectors and preferably an HVIL interrupt function (Hazardous Voltage Interlock Loop). For this purpose, as well as suitably in addition to the signal transmission, the locking plug HVIL or signal contact, so that in the connector also a releasable electrical connection with device-side signal or mating contacts is made. The device-side signal contacts are suitably arranged on a signal or filter board, which expediently also serves for (signal-side) shielding of the high-voltage connector.
Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, dass das Einschalten der Hochspannung für die Hochvoltgeräte vom Fügevorgang der Steckverbindung
abhängig gemacht werden sollte, indem ein geeigneter, logischer Ablauf der Fügereihenfolge des kabelseitigen Steckverbinder und des Verriegelungssteckers vorgegeben wird. Hierzu besonders geeignet ist ein der HV-Steckverbindung zugeordneter Verriegelungs-, Sensor- und/oder Signalstecker, der geeigneterweise bereits HVIL-Steckkontakte eines insbesondere in Fahrzeugen mit elektrischem Antriebssystem, z. B. in Hybridfahrzeugen, als Sicherheitsmaßnahme eingesetzten Hochvolt-Unterbrechungskreises (HVIL) umfasst.The invention is based on the consideration that switching on the high voltage for the high-voltage devices from the joining process of the connector should be made dependent by a suitable, logical sequence of the joining order of the cable-side connector and the locking connector is specified. Particularly suitable for this purpose is a HV connector associated locking, sensor and / or signal connector, which is suitable already HVIL plug contacts of a particular in vehicles with electric drive system, eg. B. in hybrid vehicles, used as a safety measure high-voltage cut-off circuit (HVIL) includes.
Eine geeignete Fügereihenfolge sollte vorgeben, dass einerseits zum Herstellen der leistungsführenden Steckverbindung der Verriegelungsstecker gefügt und dadurch die Steckkontaktverbindung mechanisch verriegelt sein muss, bevor die Hochspannung im System eingeschaltet ist. Andererseits muss zunächst der vorzugsweise mit der HVIL-Funktionalität versehene Verriegelungsstecker gelöst werden, bevor die leistungsführende HV-Steckverbindung gelöst werden kann. Hierdurch ist sichergestellt, dass bei jeder Betätigung der HV-Steckverbindung die Hochspannung im System stets sicher elektrisch abgeschaltet ist. Zudem ist zusätzlich zu einem Verpolschutz gegen ein fehlerhaftes Stecken der Steck- bzw. Signalkontakte auch eine sogenannte CPA-Funktionalität (Connector Position Assurence) erfüllt. Durch die Integration der HVIL-, Signal- und/oder Sensorfunktionalität in den Verriegelungsstecker kann ein zusätzlicher HVIL-, Signal- bzw. Sensorstecker, z. B. für einen Reed- oder Hall-Sensor, entfallen.A suitable joining order should specify that, on the one hand, the locking plug must be fitted to produce the high-performance plug connection and, as a result, the plug contact connection must be mechanically locked before the high voltage in the system is switched on. On the other hand, it is first necessary to release the locking plug, which is preferably provided with the HVIL functionality, before the high-performance HV plug connection can be released. This ensures that with each actuation of the HV connector, the high voltage in the system is always safely switched off electrically. In addition, a so-called CPA functionality (Connector Position Assurence) is met in addition to a reverse polarity protection against incorrect insertion of the plug and signal contacts. By integrating the HVIL, signal and / or sensor functionality into the locking connector, an additional HVIL, signal or sensor connector, eg. B. for a reed or Hall sensor omitted.
Sowohl für die Verriegelung des kabelseitigen Steckverbinders als auch zur Sicherstellung, dass zunächst die leistungsführende (HV-)Steckverbindung elektrisch und mechanisch fehlerfrei erfolgt ist, bevor der Verriegelungsstecker gefügt werden kann, können in einfacher Weise mechanische Mittel in Form von zweckmäßigerweise Sperr- bzw. Riegelelementen eingesetzt werden.Both for the locking of the cable-side connector as well as to ensure that initially the power-conducting (HV) connector is done electrically and mechanically error-free, before the locking plug can be joined, mechanical means in the form of appropriately locking or locking elements in a simple manner be used.
Das zur Verriegelung der leistungsführenden Steck- oder Steckkontaktverbindung vorgesehene Sperrelement ragt geeigneterweise in die den Verriegelungsstecker aufnehmende geräteseitige Stecköffnung hinein. In diesem Bereich ist das Sperrelement bevorzugt mit einer Anlaufschräge versehen, so dass beim Fügen des Verriegelungssteckers das Sperrelement quer zur Steckrichtung, insbesondere
gegen eine Federkraft, verschiebbar ist. Auf der der Anlaufschräge abgewandten Seite des Sperrelementes weist dieses einen Rastnocken oder dergleichen auf, der in eine korrespondierende Rastöffnung im Steckgehäuse des kabelseitigen Steckverbinders eingreift und diesen somit in dessen Fügeverbindung mit dem geräteseitigen Steckverbinder zuverlässig, jedoch lösbar verriegelt.The blocking element provided for locking the power-conducting plug-in or plug-in contact connection suitably protrudes into the device-side plug-in opening receiving the locking plug. In this area, the blocking element is preferably provided with a run-on slope, so that when joining the locking plug, the blocking element transversely to the direction of insertion, in particular against a spring force, is displaceable. On the side facing away from the run-up slope of the locking element, this has a locking cam or the like, which engages in a corresponding detent opening in the plug housing of the cable-side connector and thus reliably, but releasably locked in the joint connection with the device-side connector.
In zweckmäßiger Weiterbildung weist die Steckverbindung einen Fügeschutz auf, der das Stecken des Verriegelungssteckers verhindert, wenn die Steckverbindung des kabelseitigen Steckverbinders mit dem geräteseitigen Steckverbinder nicht hergestellt ist. Hierzu ist geeigneterweise mindestens ein Riegelelement vorgesehen, das bei gelöster Steckverbindung die für den Verriegelungsstecker vorgesehene Stecköffnung blockiert und diese erst dann frei gibt, wenn der kabelseitige und der geräteseitige Steckverbinder miteinander gefügt sind.In an expedient development, the connector on a joint protection, which prevents the insertion of the locking connector when the connector of the cable-side connector is not made with the device-side connector. For this purpose, at least one locking element is suitably provided which blocks the plug-in opening provided for the locking plug when the plug-in connection is released and only then releases it when the cable-side and device-side plug-in connectors are joined together.
In geeigneter Ausgestaltung sind die Sperr- und Riegeielemente Bestandteil einer Riegeleinheit mit einem steg- oder gitterartigen Riegelgehäuse. In diesem liegt eine Biegefeder in Form eines zweckmäßigerweise gabelartig gestanzten Federblechs ein, deren von den Gabelzinken gebildeten Federelemente mit den Sperr- und Riegelelementen zusammenwirken.In a suitable embodiment, the locking and Riegeielemente part of a locking unit with a web or grid-like latch housing. In this is a bending spring in the form of a suitably forked punched spring plate, the spring elements formed by the fork tines interact with the locking and locking elements.
Für einen möglichst hohen Vorfertigungsgrad im Rahmen der Montage der erfindungsgemäßen HV-Steckverbindung weist das geräteseitige Steckgehäuse angeformte Rasthaken auf. Dadurch kann der geräteseitige Steckkontakt mit dem bestimmungsgemäßen Gerätegehäuse der entsprechenden Hochvoltkomponente im Zuge einer Vormontage zweckmäßigerweise einmalig verrastet werden. Hierzu wird das geräteseitige Steckergehäuse geeigneterweise durch eine entsprechende Durchgangsöffnung des Gerätes hindurch in dessen Innenraum geführt, dort bestimmungsgemäß kontaktiert und im Bereich des Öffnungsrandes der Durchgangsöffnung verrastet. In diesem Zustand ist somit das entsprechende Gerät mit dem geräteseitigen Steckverbinder bereits vorkonfektioniert.For the highest possible degree of prefabrication in the context of assembly of the HV plug connection according to the invention, the device-side plug housing has molded latching hooks. As a result, the device-side plug contact with the intended device housing of the corresponding high-voltage component in the course of a pre-assembly expediently be locked once. For this purpose, the device-side plug housing is suitably guided through a corresponding passage opening of the device into its interior, where it is contacted as intended and locked in the region of the opening edge of the passage opening. In this state, therefore, the corresponding device with the device-side connector is already pre-assembled.
Analog weist der Verriegelungsstecker an einem Steckergehäuse angeformte Rasthaken auf. Zur Herstellung einer lösbaren Rast- bzw. Schnappverbindung mit
dem kabelseitigen Steckgehäuse ist an dieses einen Dichtkragen angeformt, der in der Fügeverbidung der beiden Steckverbinder eine mit der geräteseitigen Stecköffnung fluchtenden Durchgangsöffnung umgib. Die Verrastung des Verriegelungssteckers mit dem kabelseitigen Steckgehäuse erfolgt somit zweckmäßigerweise durch eine entsprechende Rastverbindung im Bereich des Dichtkragens.Analogously, the locking plug on a connector housing integrally formed latching hook. For producing a releasable latching or snap connection with the cable-side plug housing is integrally formed on this a sealing collar, which surrounds in the Fügeverbidung the two connectors a aligned with the device-side insertion opening opening. The locking of the locking plug with the cable-side plug housing is thus advantageously carried out by a corresponding latching connection in the region of the sealing collar.
Das kabelseitige Steckgehäuse weist zweckmäßigerweise zwei Gehäusekomponenten oder -teile auf. Während der gehäuseseitige Steckverbinder berührgeschützt ist, umschließt ein Gehäuseteil zum Schutz der Kontaktelemente des kabelseitigen Steckverbinders dessen Kontaktelemente allseitig und verschließt diese - mit Ausnahme einer zur Kontaktierung erforderlichen Durchtrittsöffnung - praktisch vollständig.The cable-side plug housing expediently has two housing components or parts. While the housing-side connector is protected against contact, encloses a housing part to protect the contact elements of the cable-side connector whose contact elements on all sides and closes them - with the exception of a required for contacting passage - virtually completely.
Das andere Gehäuseteil ist zweckmäßigerweise elektrisch leitend oder weist zumindest eine metallische Anschlussplatte oder ein Blech auf, durch die beispielsweise eine, zwei oder drei Hochvolt-Leitungen mit beispielsweise 16 mm2 bis 70 mm2 Leiterquerschnitt abgedichtet hindurchgeführt ist/sind. Dieses Gehäuseteil, das zweckmäßigerweise mit Griffelementen versehen ist, weist zudem bevorzugt die erforderlichen Halte- bzw. Führungselemente für den Verriegelungsstecker auf, geeigneterweise in Form des die Durchtritts- und Stecköffnung für den Verriegelungssteckers umgebenden Dichtkragens.The other housing part is expediently electrically conductive or has at least one metallic connection plate or a metal sheet through which, for example, one, two or three high-voltage lines with, for example, 16 mm 2 to 70 mm 2 conductor cross-section are sealed. This housing part, which is expediently provided with gripping elements, also preferably has the required holding or guiding elements for the locking plug, suitably in the form of the sealing collar surrounding the passage and plug opening for the locking plug.
In der hergestellten HV-Steckverbindung verschließt das kabelseitige Steckgehäuse - und dabei insbesondere dessen metallisches Gehäuseteil - die Geräteöffnung auf der dem geräteseitigen Steckverbindung abgewandten Gehäuseaußenseite praktisch vollständig ab. Hierdurch ist zunächst erreicht, dass der geräteseitige Steckverbinder nicht zusätzlich geschirmt werden muss, da dieser bereits im üblicherweise metallischen Gerätegehäuse einliegt und daher bereits von diesem effektiv geschirmt ist. Hierdurch kann auf komplexe Schirmteile verzichtet werden.In the manufactured HV connector closes the cable-side plug housing - and in particular its metallic housing part - the device opening on the device-side connector facing away from the outside of the housing almost completely. As a result, it is initially achieved that the device-side connector does not need to be additionally shielded, since this already rests in the usually metallic device housing and therefore is already effectively shielded from this. This makes it possible to dispense with complex shielding parts.
Der kabelseitige Steckverbinder ist im Bereich der Kabel- oder Leitungsdurchführung mittels zweckmäßigerweise eines geflechtartigen Gesamtschirmes versehen,
das mit dem metallischen Gehäuseteil des kabelseitigen Steckgehäuses direkt verbunden ist. Das Gesamtschirmgeflecht wiederum ist zweckmäßigerweise mit einem Schrumpfschlauch umgeben. Das Gesamtschirmgeflecht ermöglicht im Gegensatz zu einer getrennten Abschirmung der einzelnen Leitungen des Kabels eine Reduzierung des Leitungsabstandes, was wiederum zu einer Reduzierung der Baugröße der gesamten HV-Steckverbindung führt. Durch die Abschirmung mittels des Gesamtschirmgeflechtes weist die HV-Steckverbindung besonders gute EMV-Eigenschaften auf, was insbesondere im Kraftfahrzeugbereich (Hybridoder Elektroantriebe) besonders vorteilhaft ist.The cable-side connector is provided in the region of the cable or line bushing by means of expediently a braided overall shield, which is directly connected to the metallic housing part of the cable-side plug-in housing. The overall screen mesh in turn is suitably surrounded by a shrink tube. The overall screen mesh, in contrast to a separate shielding of the individual lines of the cable, a reduction of the line spacing, which in turn leads to a reduction in the size of the entire HV connector. Due to the shielding by means of the overall screen mesh, the HV connector has particularly good EMC properties, which is particularly advantageous in the automotive sector (hybrid or electric drives).
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass mit der erfindungsgemäßen HV-Steckverbindung ein Verriegelungsstecker mitgeführt wird, der zweckmäßigerweise zusätzlich zur Verriegelungsfunktion zumindest die HVIL-Funktion aufweist und vor dem Lösen der leistungsführenden HV- Steckverbindung die Hochspannung des Hochvoltsystems bevorzugt elektronisch abschaltet. Die Leistungsführung der HV-Steckverbindung wird somit spannungsfrei gelöst.The advantages achieved by the invention are in particular that with the HV connector according to the invention a locking plug is carried, which expediently in addition to the locking function has at least the HVIL function and preferably before disconnecting the high-performance HV connector, the high voltage of the high-voltage system switches off electronically. The power management of the HV connector is thus achieved stress-free.
Die als separater Verriegelungsstecker realisierte Signalkontaktierung ermöglicht als mehrpoliger, beispielsweise achtpoliger Steckverbinder die Integration von Signal- und Steuerfunktionen zusammen mit der Verriegelungs- und HVIL-Funk- tionalität in einen einzelnen Stecker. Da der Verriegelungsstecker nur dann gefügt werden kann, wenn der leistungsführende HV-Steckkontakt korrekt und vollständig gesteckt ist, ist auch die CPA-Funktionalität erfüllt. Durch die Kombination mit der HVIL-Steckkontaktierung wird diese CPA-Funktionalität mechanisch bei der Montage fühlbar und optisch sichtbar sowie darüber hinaus elektrisch oder elektronisch überprüfbar.The signal contact realized as a separate locking plug enables the integration of signal and control functions together with the locking and HVIL functionality into a single connector as a multi-pole, for example eight-pole plug connector. Since the locking plug can only be joined when the high-performance HV plug-in contact is inserted correctly and completely, the CPA functionality is also fulfilled. Thanks to the combination with the HVIL plug-in contact, this CPA functionality can be felt mechanically and visually during assembly, as well as being electrically or electronically checked.
Durch die Blockierung der Signalsteckverbindung bei zuvor nicht hergestellter HV- Steckverbindung ist ein hohes Maß an Sicherheit auch für den Fall erreicht, dass nicht alle Kabel- oder Leitungskomponenten zuverlässig berührungsgeschützt sind. Wird auf der Innenseite des geräteseitigen Steckverbinders um die leis-
tungsführenden HV-Leitungen herum ein Ferrit zur Gewährleistung einer Filterfunktion eingefügt, so sind die EMV-Eigenschaften weiter verbessert.By blocking the signal connector in previously unproven HV connector a high degree of security is achieved even in the event that not all cable or cable components are reliably protected against contact. Is on the inside of the device-side connector to the quiet In order to ensure a filter function, the EMC properties are further improved.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to a drawing. Show:
Fig. 1 in einem Längsschnitt eine gesteckte Hochvolt-Steckverbindung mit einem geräteseitigen Steckverbinder (rechts) und mit einem kabel- seitigen Steckverbinder (links) sowie mit einem Verriegelungsstecker in Steckverbindung mit dem geräteseitigen Steckverbinder,1 shows a longitudinal section of a plugged high-voltage connector with a device-side connector (right) and with a cable-side connector (left) and with a locking plug in plug-in connection with the device-side connector,
Fig. 2 die gelöste Hochvolt-Steckverbindung in einer Darstellung gemäßFig. 2, the dissolved high-voltage connector in a representation according to
Fig. 1 ,Fig. 1,
Fig. 3 und 4 in perspektivischer Explosionsdarstellung den kabelseitigen Steckverbinder und den Verriegelungsstecker mit Blick auf die Steckeraußenseite bzw. auf das jeweilige Steckergesicht,3 and 4 in a perspective exploded view of the cable-side connector and the locking connector with a view of the connector outside or on the respective connector face,
Fig. 5 und 6 in einer Ansicht auf das Steckgesicht der geräteseitigen Steck- und Signalverbinder die freigegebene bzw. blockierte Stecköffnung für den Verriegelungsstecker,5 and 6 in a view of the mating face of the device-side plug and signal connectors the released or blocked plug opening for the locking plug,
Fig. 7 in perspektivischer Darstellung eine Rückansicht auf den geräteinternen Steckverbinder mit eingesetzter Riegeleinheit,7 is a perspective view of a rear view of the device-internal connector with inserted locking unit,
Fig. 8 und 9 in Draufsicht bzw. Unteransicht die Riegeleinheit mit eingesetzter Biegefeder und davon beaufschlagtem Sperrelement für die Steckerverriegelung sowie Riegelelementen als Fügeschutz des Verriegelungssteckers.8 and 9 in plan view and bottom view of the locking unit with inserted bending spring and thereby acted upon blocking element for the connector lock and locking elements as joint protection of the locking connector.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.
Wie aus Fig. 2 vergleichsweise deutlich ersichtlich ist umfasst die dargestellte Hochvolt-Steckverbindung (HV-Steckverbindung) 1 einen geräteseitigen Steckverbinder 2 mit einem Leistungs- oder Buchsenkontakt 3 (Female-Kontakt) und einen kabelseitigen Steckverbinder 4 mit einem korrespondierenden Leistungsoder Steckerkontakt 5 (Male-Kontakt). Die HV-Steckverbindung 1 umfasst zudem
eine geräteseitige Signal- oder Filterplatine 6 und einen Verriegelungsstecker 7. Die Signalplatine 6 enthält eine Anzahl von Signal- und/oder HVIL-Kontakten (Anschlusspins) 8 zur Übertragung von Steuersignalen bzw. zur HVIL-Unterbrechung (Hazardous-Voltage-Interlock-Loop-Signal) auf.As can be seen comparatively clearly from FIG. 2, the illustrated high-voltage connector (HV connector) 1 comprises a device-side connector 2 with a power or female contact 3 (female contact) and a cable-side connector 4 with a corresponding power or male contact 5 (Male -Contact). The HV connector 1 also includes a device-side signal or filter board 6 and a locking plug 7. The signal board 6 contains a number of signal and / or HVIL contacts (connection pins) 8 for the transmission of control signals or for HVIL interruption (Hazardous Voltage Interlock Loop). Signal).
Der geräteseitige Steckverbinder 2 weist ein Steckgehäuse 9 mit einer Stecköffnung 10 mit den darin angeordneten Kontakten oder Pins 8 für eine Kontaktierung mit entsprechenden Kontakten (Kontaktbuchsen) des Verriegelungssteckers 7 auf. Mittels an das Steckgehäuse 9 angeformten Rasthaken 11 ist der geräteseitige Signalverbinder 2 im Bereich einer Durchtrittsöffnung 12, die mit einem Öffnungskragen 13 versehen ist, mit einem ausschnittsweise sichtbaren Gerätegehäuse 14 verrastet. Der Buchsenkontakt 3 befindet sich in diesem Montagezustand der Steckverbindung 1 bereits im Inneren des Gerätegehäuses 14, durch dessen Durchtrittsöffnung 12 der Steckverbinder 2 zuvor in einem Vormontageoder Vorfertigungsschritt von außen hineingeführt worden ist. Dieses Gerätegehäuse 14 beinhaltet beispielsweise Hochvolt-Komponenten eines mit einem elektrischen Antriebssystem versehenen Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Hybridfahrzeugs.The device-side connector 2 has a plug housing 9 with a plug-in opening 10 with the contacts or pins 8 arranged therein for contacting with corresponding contacts (contact sockets) of the locking plug 7. By means of the plug-in housing 9 molded latching hooks 11 of the device-side signal connector 2 in the region of a passage opening 12 which is provided with an opening collar 13, locked with a partially visible device housing 14. The female contact 3 is in this mounting state of the connector 1 already inside the device housing 14, through the passage opening 12 of the connector 2 has previously been ushered in a pre-assembly or prefabrication step from the outside. This device housing 14 includes, for example, high-voltage components of a motor vehicle provided with an electric drive system, in particular a hybrid vehicle.
Der kabelseitige Steckverbinder 4 weist ein Steckgehäuse 15 mit zwei Gehäuseteilen 15a und 15b auf. Das Gehäuse 15 weist Griffelemente 16 auf und enthält im Wesentlichen den Steckerkontakt 5. Dieser ist gehäuseintern beispielsweise mittels einer Crimp- oder Schweißverbindung 17 mit einem leistungsführenden Leiter bzw. dessen Leiterader 18 eines Leistungskabels 19 des Hochvoltsystems elektrisch leitend verbunden.The cable-side connector 4 has a plug housing 15 with two housing parts 15a and 15b. The housing 15 has gripping elements 16 and essentially contains the plug contact 5. This housing is electrically connected, for example by means of a crimp or weld 17 with a power-conducting conductor or its conductor core 18 of a power cable 19 of the high-voltage system.
Das mit dem Gehäuseteil 15a beispielsweise über eine Verrastung oder dergleichen fest verbundene Gehäuseteil 15b ist zweckmäßigerweise metallisch. Dieses Gehäuseteil 15b weist einen Dichtkragen 20 als Aufnahme-, Führungs- und Dichtkanal für den Verriegelungsstecker 7 auf. Zudem weist dieses Gehäuseteil 15b im Bereich einer Kabeldurchführung einen domartig gestalteten Durchführungskragen 21 für den oder jeden von beispielsweise zwei oder drei Leitern 18 auf. Im Bereich des Durchführungskragens 21 ist ein Dichtelement 22 in das Steckgehäu-
se 15 zwischen dessen Gehäuseteilen 15a und 15b eingelegt. In diesem Bereich der Kabeldurchführung ist eine alle Leiter 18 gemeinsam umgebende Abschirmung in Form eines gemeinsamen Gesamtschirmgeflechtes 23 vorgesehen. Dieses Gesamtschirmgeflecht 23 wiederum ist ummantelt von einem Schutzschlauch, insbesondere einem Schrumpfschlauch 24, was aus den Fig. 3 und 4 vergleichsweise deutlich ersichtlich ist.The housing part 15b which is fixedly connected to the housing part 15a, for example via a latch or the like, is expediently metallic. This housing part 15b has a sealing collar 20 as a receiving, guiding and sealing channel for the locking plug 7. In addition, in the region of a cable feedthrough, this housing part 15b has a dome-shaped feedthrough collar 21 for the or each of, for example, two or three conductors 18. In the region of the feed-through collar 21, a sealing element 22 is inserted into the plug-in housing. se 15 inserted between the housing parts 15a and 15b. In this area of the cable bushing, a shield surrounding all conductors 18 is provided in the form of a common overall screen mesh 23. This overall braided shield 23 in turn is encased by a protective tube, in particular a shrink tube 24, which is comparatively clearly evident from FIGS. 3 and 4.
Wie aus Fig. 1 vergleichsweise deutlich ersichtlich ist, umgreift bei einer Steckverbindung zwischen den Steckverbinder 4 und 5 das kabelseitigen Steckgehäuse 15 den Öffnungskrage 13 des Gerätegehäuses 14 vollumfänglich. Hierzu weist das Gehäuseteil 15b des Steckgehäuses 16 einen entsprechenden, geschlossenen Gehäusekragen 25 auf, dessen Öffnungskontur mit derjenigen des Öffnungskragens 13 des Gerätegehäuses 14 korrespondiert; vgl. insbesondere die Fig. 4 und 5.As is comparatively clear from FIG. 1, the cable-side plug-in housing 15 fully surrounds the opening collar 13 of the device housing 14 in the case of a plug connection between the plug-in connectors 4 and 5. For this purpose, the housing part 15b of the plug housing 16 has a corresponding, closed housing collar 25, the opening contour of which corresponds to that of the opening collar 13 of the device housing 14; see. in particular FIGS. 4 and 5.
In der in Fig. 1 gezeigten Steck- oder Fügeverbindung liegt zwischen dem Öffnungskragen 13 und dem kabelseitigen Steckgehäuse 15 auf der dem Gehäusekragen 25 abgewandten Seite eine Dichtung 26 ein. Eine weitere Dichtung 27 befindet sich am Signalstecker 7, so dass dieser in der in Fig. 1 gezeigten Steckposition gegen den Dichtkragen 20 abgedichtet ist. Der Signalstecker 7 ist in dieser Steck- oder Fügeposition mit dem Dichtkragen 20 verrastet (Fig. 3 und 4).In the plug-in or joint connection shown in Fig. 1 is located between the opening collar 13 and the cable-side plug housing 15 on the housing collar 25 side facing away from a seal 26 a. Another seal 27 is located on the signal connector 7, so that it is sealed in the insertion position shown in Fig. 1 against the sealing collar 20. The signal connector 7 is latched in this plugging or joining position with the sealing collar 20 (FIGS. 3 and 4).
Der Verriegelungsstecker 7 weist ein Steckergehäuse 28 auf. Ein mit einem Steckraum 29 ausgebildetes Gehäuseelement 30 nimmt den Dichtkragen 20 des Steckgehäuses 15 auf. Für die Rastverbindung zwischen dem Verriegelungsstecker 7 und dem kabelseitigen Steckverbinder 4 sind an dessen Dichtkragen 20 gegenüberliegende Rastelemente 31 angeformt, in die korrespondierende Rastelemente 32 am Steckergehäuse 28 des Verriegelungssteckers 7 eingreifen.The locking plug 7 has a plug housing 28. A formed with a plug-in space 29 housing member 30 receives the sealing collar 20 of the plug housing 15. For the latching connection between the locking plug 7 and the cable-side connector 4 20 opposite locking elements 31 are integrally formed on the sealing collar, engage in the corresponding locking elements 32 on the connector housing 28 of the locking connector 7.
Wie aus den Fig. 1 , 2 sowie 5 und 6 ersichtlich ist, weist der geräteseitige Steckverbinder 2 ein Sperrelement 35 auf. Dieses umfasst eine in die Stecköffnung 10 hineinragende Anlaufschräge 36 und auf der gegenüberliegenden, den Kontakten 3 und 5 zugewandten Seite einen Sperrriegel oder -nocken 37 auf. Dieser
kann ebenfalls mit einer Anlaufschräge ausgeführt sein. Das Sperrelement 35 wirkt mit einem Federelement 38 zusammen. Des Weiteren ist in die Stecköffnung 10 ein Riegelelement 40 eingesetzt, das ebenfalls mit dem als gemeinsame Biegefeder ausgebildeten, gestanzten Federblech zusammenwirkt (Fig. 8 und 9).As can be seen from FIGS. 1, 2 and 5 and 6, the device-side connector 2 has a blocking element 35. This comprises a projecting into the plug opening 10 run-on slope 36 and on the opposite, the contacts 3 and 5 side facing a locking bolt or cam 37. This can also be designed with a run-on slope. The blocking element 35 cooperates with a spring element 38. Furthermore, a locking element 40 is inserted into the plug-in opening 10, which also interacts with the stamped spring plate designed as a common bending spring (FIGS. 8 and 9).
Das Riegelelement 40 ist nach Art einer Halbschale (Fig. 4 und 6) ausgebildet und weist ebenfalls eine Anlaufschräge 41 auf, die am Betätigungs- oder Riegelende 42 des Riegelelementes 40 ausgebildet ist. Mit diesem Riegelende 42 ragt das Riegelelement 40 bei geöffneten Steckverbindern 2,4, d.h. bei vollständig aus dem geräteseitigen Steckverbinder 2 herausgezogenen Steckverbinder 4 in einen Füge- bzw. Kontaktraum 43 des geräteseitigen Steckgehäuses 9 hinein. Die lichte Weite dieses Füge- oder Aufnahmeraumes 43 ist an die Außenabmessungen des den Steckerkontakt 5 umschließenden Gehäuseteils 15a des kabelseitigen Steckkontaktes 4 angepasst.The locking element 40 is designed in the manner of a half-shell (FIGS. 4 and 6) and also has a run-on slope 41, which is formed on the actuating or locking end 42 of the locking element 40. With this locking end 42, the locking element 40 projects with the connectors 2.4 open, i. at completely pulled out of the device-side connector 2 connector 4 in a joining or contact space 43 of the device-side plug housing 9 inside. The clear width of this joining or receiving space 43 is adapted to the outer dimensions of the plug contact 5 enclosing the housing part 15 a of the cable-side plug-in contact 4.
Durch Einführen des Gehäuseteils 15a beim Fügen der Steckverbinder 2,4 wird das Riegelelement 40 gegen die Kraft des auch aus den Fig. 8 und 9 deutlich ersichtlichen Federelementes 38 in Richtung 44 quer zur Steck- oder Fügerichtung 45 verschoben und gibt somit die zuvor blockierte Stecköffnung 10 des geräteseitigen Steckverbinders 2 frei. Erst in diesem Zustand, in dem das Riegelelement 40 mittels des kabelseitigen Steckverbinders 4 verschoben und somit der HVIL-Füge- schutz für den Verriegelungssteckers 7 aufgehoben ist, kann dieser mit den geräteseitigen Signalkontakten 8 elektrisch leitend verbunden werden. Dies setzt daher voraus, dass zuvor die leistungsführende Steckverbindung zwischen dem kabelseitigen Steckverbinder 4 und dem geräteseitigen Steckverbinder 2 mechanisch korrekt hergestellt und deren Kontakte 3 bzw. 5 miteinander und mit einer an den Buchsenkontakt 3 angeschlossenen geräteseitigen Stromschiene 46 elektrisch leitend verbunden sind.By inserting the housing part 15a when joining the plug connectors 2,4, the locking element 40 is displaced transversely to the plugging or joining direction 45 against the force of the spring element 38 clearly visible in FIGS. 8 and 9, thus giving the previously blocked plug opening 10 of the device-side connector 2 free. Only in this state, in which the locking element 40 is displaced by means of the cable-side connector 4 and thus the HVIL joint protection for the locking plug 7 is released, this can be electrically connected to the device-side signal contacts 8. Therefore, this presupposes that previously the power-conducting connector between the cable-side connector 4 and the device-side connector 2 made mechanically correct and their contacts 3 and 5 are electrically connected to each other and connected to the female contact 3 device side busbar 46.
Die leistungsseitige Steckverbindung zwischen den Steckverbindern 2 und 4 ist jedoch elektrisch nur dann hergestellt, wenn der Verriegelungsstecker 7 gesteckt und der elektrisch Signalkontakt hergestellt ist. In dieser Steckverbindung des verriegelt der Verriegelungssteckers 7 mittels des Sperrelementes 35 den kabelseiti-
gen Steckverbinder 4, so dass eine zuverlässige und sichere mechanische HV- Verriegelung hergestellt ist. Hierzu verschiebt der Verriegelungsstecker 7 über die Anlaufschräge 36 des Sperrelementes 35 dessen Sperrnocken 37 in eine korrespondierende Rastausnehmung 47 im Gehäuseteil 15a des kabelseitigen Steckgehäuse 15 (Fig. 1 ). Die Rastausnehmungen 47 beinhalten vorzugsweise auch Kontaktfedern zur Verbindung der kabelseitigen Abschirmung mit dem Gerätegehäuse 14, d. h. zur Übertragung der Abschirmung vom Steckverbinder 4 auf das Gerätegehäuse 14.However, the power-side connector between the connectors 2 and 4 is electrically made only when the locking plug 7 is inserted and the electrical signal contact is made. In this plug-in connection of the locking plug 7 by means of the blocking element 35 locks the kabelseiti- gene connector 4, so that a reliable and secure mechanical HV lock is made. For this purpose, the locking plug 7 moves over the starting slope 36 of the blocking element 35 whose locking cam 37 into a corresponding recess 47 in the housing part 15a of the cable-side plug housing 15 (Fig. 1). The latching recesses 47 preferably also include contact springs for connecting the cable-side shielding to the device housing 14, ie for transmitting the shielding from the plug connector 4 to the device housing 14.
Zum Lösen der Steckverbindung muss zunächst der Verriegelungssteckers 7 (entgegen der Steckrichtung 45) gezogen werden, um die HV-Verriegelung des kabelseitigen Steckverbinders 4 zu lösen. Erst dann kann dieser ebenfalls gezogen werden. Nach diesem Zeitpunkt, d. h. bevor der dem Berührungs- bzw. Zugangsschutz unterliegende leistungsführende Steckverbinder 2,4 geöffnet werden kann, sind die HV-Steckverbindung 1 und insbesondere die Steckerkontakte 5 der kabelseitige Steckverbinder und der aufgrund der HVIL-Unterbrechung und der damit verbundenen Sicherheitsmaßnahme bereits spannungsfrei.To release the connector, the locking plug 7 must first be pulled (counter to the insertion direction 45) to release the HV lock of the cable-side connector 4. Only then can this be pulled as well. After this time, d. H. Before the contactor or access protection underlying power-conducting connector 2.4 can be opened, the HV connector 1 and in particular the plug contacts 5 of the cable-side connector and due to the HVIL interruption and the associated security measure are already free of tension.
Die Fig. 5 und 6 zeigen das Steckgesicht des geräteseitigen Steckverbinders 2 mit Blick auf die vom Steckgehäuse 9 praktisch vollständig verschlossene, vom Öffnungskragen 13 umgebende Geräte- oder Gehäusedurchtrittsöffnung 12. Erkennbar sind zwei einander randseitig gegenüberliegende Riegelelemente 40 sowie das dazwischen liegende Sperrelement 35 in der Stecköffnung 10 für den Verriegelungsstecker 7. Dabei zeigt Fig. 5 die von den Riegelelementen 40 vollständig freigegebene Stecköffnung 10, während Fig. 6 die von den Riegelelementen 40 zur Sicherstellung des HVIL-Fügeschutzes bei nicht gestecktem Steckverbinder 4 dienende Blockierstellung der Riegelelemente 40 zeigt. Bei diesem Fügeschutz ragen die Riegelenden 42 in den Füge- und Kontaktraum 43 des geräteseitigen Steckgehäuses 9 hinein. Erkennbar sind auch zwei seitlich einander gegenüberliegende Rastelemente 48, die mit entsprechende positionierten Rastelementen 49 (Fig. 4) des kabelseitigen Steckverbinders 4 korrespondieren und in der gefügten HV-Steckverbindung miteinander mittels der Griffelemente 16 lösbar verrastet sind.
Die Fig. 7 bis 9 zeigen eine Riegeleinheit 50 mit einem Steg- oder gitterartigen Riegelgehäuse 51 , das in Halteschienen 52 (Fig. 7) des geräteseitigen Steckgehäuses 9 eingeschoben und dort mittels Schnapphaken 53 verrastet ist. In das Riegelgehäuse 51 ist das Federelement 38 eingelegt und mittels Klemmnocken 54 gehalten. Die gabelzinkenartigen Federenden 38a, 38b, 38c des Federelementes 38 wirken mit den beiden Riegelelementen 40 bzw. mit dem Sperrelement 35 zur Erzeugung der gewünschten Rückstellkraft zusammen.
5 and 6 show the mating face of the device-side connector 2 with a view of the plug housing 9 practically completely closed, surrounding the opening collar 13 device or housing passage opening 12. Recognizable are two mutually edge-side locking elements 40 and the intermediate blocking element 35 in the In this case, Fig. 5 shows the fully unlocked by the locking elements 40 plug-in opening 10, while Fig. 6 shows the locking elements 40 to ensure the HVIL-Fügeschutzes not plugged connector 4 serving blocking position of the locking elements 40. In this joining protection, the bolt ends 42 protrude into the joining and contact space 43 of the device-side plug-in housing 9. Visible are also two laterally opposite latching elements 48, which correspond with correspondingly positioned latching elements 49 (Fig. 4) of the cable-side connector 4 and are releasably locked together in the joined HV connector with each other by means of the grip elements 16. 7 to 9 show a locking unit 50 with a web or grid-like latch housing 51, which is inserted into retaining rails 52 (FIG. 7) of the device-side plug-in housing 9 and latched there by means of snap hooks 53. In the latch housing 51, the spring element 38 is inserted and held by clamping cam 54. The fork-tooth-like spring ends 38a, 38b, 38c of the spring element 38 cooperate with the two locking elements 40 or with the blocking element 35 to produce the desired restoring force.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
1 HV-Steckverbindung1 HV connector
2 geräteseitiger Steckverbinder2 device-side connector
3 Buchsen-/Female-Kontakt3 female / female contact
4 kabelseitiger Steckverbinder4 cable-side connector
5 Stecker-/Male-Kontakt5 male / female contact
6 Signal-/Filterplatine6 signal / filter board
7 Verriegelungsstecker7 locking connector
8 Signal-/HVIL-Kontakt8 signal / HVIL contact
9 geräteseitiges Steckgehäuse9 device-side plug housing
10 Stecköffnung10 plug opening
11 Rasthaken11 snap hooks
12 Durchtrittsöffnung12 passage opening
13 Öffnungskragen13 opening collar
14 Gerätegehäuse14 device housing
15 kabelseitiges Steckgehäuse15 cable-side plug housing
16 Griffelement16 grip element
17 Crimp-/Schweißverbindung17 crimp / weld joint
18 Leiter18 conductors
19 Leistungskabel19 power cables
20 Dichtkragen20 sealing collars
21 Durchführungskragen21 implementing collar
22 Dichtelement22 sealing element
23 Gesamtschirmgeflecht23 overall screen mesh
24 Schutz-/Schrumpfschlauch24 protective / shrink tubing
25 Gehäusekragen25 case collar
26 Dichtung26 seal
27 Dichtung27 seal
28 Steckergehäuse28 connector housing
29 Steckraum29 plug-in space
30 Gehäuseelement30 housing element
31 Rastelement
Rastelement31 locking element locking element
Sperrelement Anlaufschräge Sperrriegel/-nocke Biegefeder/Federblecha Federelementb Federelementc FederelementLocking element run-on slope locking bolt / cam bending spring / spring plate spring elementb spring elementc spring element
Riegelelementlocking element
Anlaufschrägestarting slope
Riegelendebolt end
Füge-/KontaktraumFusion / Contact Space
Querrichtungtransversely
Steckrichtungplug-in direction
Stromschieneconductor rail
Rastausnehmungrecess
Rastelementlocking element
Rastelementlocking element
Riegeleinheitlocking unit
Riegelgehäusebolt housing
Halteschieneretaining rail
Schnapphakensnap hooks
Klemmnocken
clamping cams
Claims
1. Hochvolt-Steckverbindung (1 ), insbesondere für ein Kraftfahrzeug mit einer Anzahl von Hochvoltgeräten, zur lösbaren elektrischen Verbindung eines mit einem Leistungskabel (19) verbundenen kabelseitigen Steckverbinders (4) mit einem kabelseitigen Steckgehäuse (15) und eines geräteseitigen Steckverbinders (2) mit einem geräteseitigen Steckgehäuse (9), gekennzeichnet durch einen in eine Stecköffnung (10) des geräteseitigen Steckgehäuses (9) einsteckbaren Verriegelungsstecker (7), der in der Steckverbindung den mit dem geräteseitigen Steckverbinder (2) kontaktierten kabelseitigen Steckverbinder (4) mittels eines Sperrelementes (35) lösbar verriegelt.1. high-voltage connector (1), in particular for a motor vehicle with a number of high-voltage devices, for releasable electrical connection of a cable connected to a power cable (19) cable-side connector (4) with a cable-side plug housing (15) and a device-side connector (2) with a device-side plug housing (9), characterized by a in a plug opening (10) of the device-side plug housing (9) insertable locking plug (7) in the connector with the device-side connector (2) contacted cable-side connector (4) by means of a blocking element (35) releasably locked.
2. Steckverbindung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement (35) in die den Verriegelungsstecker (7) aufnehmende Stecköffnung (10) hineinragt und im geräteseitigen Steckgehäuse (9) gegen die Kraft eines Federelementes (38c) verschiebbar gehalten ist.2. Plug connection (1) according to claim 1, characterized in that the blocking element (35) into which the locking plug (7) receiving plug opening (10) protrudes and in the device-side plug housing (9) against the force of a spring element (38 c) is slidably held ,
3. Steckverbindung (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement (35) eine in Steckrichtung (45) des Verriegelungssteckers (7) verlaufende Anlaufschräge (36) und gegenüberliegend einen Sperrnocken (37) aufweist, der in der Fügeverbindung der beiden Steckverbinder (2,4) in eine Rastausnehmung (47) im Steckergehäuse (15) des kabelseitigen Steckkontaktes (4) eingreift. 3. Plug connection (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the blocking element (35) in the insertion direction (45) of the locking plug (7) extending run-on slope (36) and opposite a locking cam (37), in the joint connection the two connectors (2,4) engages in a latching recess (47) in the plug housing (15) of the cable-side plug contact (4).
4. Steckverbindung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der kabelseitige Steckverbinder (4) in der Fügeverbindung mit dem ge- räteseitigen Steckverbinder (2) einen das Einstecken des Verriegelungssteckers (7) in die Stecköffnung (10) blockierenden Fügeschutz freigibt.4. plug connection (1) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the cable-side connector (4) in the joint connection with the device-side connector (2) a plugging the locking plug (7) into the insertion opening (10) releasing blocking protection.
5. Steckverbindung (1 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Fügeschutz mindestens ein mittels des kabelseitigen Steckverbinders (4) bewegliches Riegelelement (40) umfasst.5. Plug connection (1) according to claim 4, characterized in that the joining protection comprises at least one means of the cable-side connector (4) movable locking element (40).
6. Steckverbindung (1 ) nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch zwei randseitig der Stecköffnung (10) des geräteseitigen Steckergehäuses (9) gegen die Kraft eines Federelementes (38a, 38b) verschiebbar geführte Riegelelemente (40).6. Plug connection (1) according to claim 4 or 5, characterized by two edge of the plug opening (10) of the device-side plug housing (9) against the force of a spring element (38 a, 38 b) slidably guided locking elements (40).
7. Steckverbindung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine mit dem geräteseitigen Steckgehäuse (9) verrastbare Riegeleinheit (50) mit einer in einem Riegelgehäuse (51 ) gehaltenen gabelartigen Biegefeder (38) mit einer der Anzahl der Sperr- und/oder Riegelelemente (35 bzw. 40) entsprechenden Anzahl von zinkenartigen Federelementen (38a bis 38c).7. Plug connection (1) according to any one of the preceding claims, characterized by a device with the device-side plug housing (9) latchable locking unit (50) with a in a latch housing (51) held fork-like bending spring (38) with one of the number of blocking and / or locking elements (35 or 40) corresponding number of prong-like spring elements (38a to 38c).
8. Steckverbindung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das geräteseitige Steckgehäuse (9) angeformte Rasthaken (11 ) zur Herstellung einer Rast- oder Schnappverbindung des geräteseitigen Steckverbinders (2) mit einem Gerätegehäuse (14) im Bereich einer Durchtrittsöffnung (12) aufweist, die zur Durchführung des geräteseitigen Steckverbinders (2) dient. 8. Plug connection (1) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the device-side plug housing (9) integrally formed latching hooks (11) for producing a latching or snap connection of the device-side connector (2) with a device housing (14) in the area a passage opening (12) which serves for the implementation of the device-side connector (2).
9. Steckverbindung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Verriegelungsstecker (7) ein Steckergehäuse (28) mit angeformten Rastelementen (32) zur Herstellung einer lösbaren Rast- oder Schnappverbindung mit einem Dichtkragen (20) aufweist, der zur Aufnahme des Verriegelungssteckers (7) ausgebildet ist und mit der Stecköffnung (10) des gerä- teseitigen Steckgehäuses (9) fluchtet.9. Plug connection (1) according to one of claims 1 to 8, characterized in that the locking plug (7) has a plug housing (28) with integrally formed latching elements (32) for producing a releasable latching or snap connection with a sealing collar (20), which is designed to receive the locking plug (7) and is aligned with the plug-in opening (10) of the device-side plug-in housing (9).
10. Steckverbindung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das kabelseitige Steckgehäuse (15) ein eine Anzahl von Kontakten (5), insbesondere Steckerkontakten, aufnehmendes erstes Gehäuseteil (15a) und ein mit diesem verrastetes zweites Gehäuseteil (15b) aufweist, und dass das geräteseitige Steckgehäuse (9) eine entsprechende Anzahl von Gegenkontakten (3), insbesondere Buchsenkontakten, aufnimmt.10. Plug connection (1) according to one of claims 1 to 9, characterized in that the cable-side plug housing (15) has a number of contacts (5), in particular plug contacts, receiving the first housing part (15a) and a latched with this second housing part (15). 15b), and that the device-side plug housing (9) receives a corresponding number of mating contacts (3), in particular socket contacts.
11. Steckverbindung (1 ) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Gehäuseteil (15b) elektrisch leitend und zur möglichst vollständigen Abdeckung der Durchtrittsöffnung (12) des Gerätegehäuses (14) ausgebildet ist.11. Plug connection (1) according to claim 10, characterized in that the second housing part (15b) is formed electrically conductive and as complete as possible covering the passage opening (12) of the device housing (14).
12. Steckverbindung (1 ) nach Anspruch 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Gehäuseteil (15b) einen Gehäusekragen (25) sowie Griff-, Halte- und/oder Führungselemente (16,20,31 ) für den Verriegelungsstecker (7) aufweist.12. Plug connection (1) according to claim 10 or 11, characterized in that the second housing part (15b) a housing collar (25) and handle, holding and / or guide elements (16,20,31) for the locking plug (7) having.
13. Steckverbindung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckgehäuse (15) des kabelseitigen Steckverbinders (4) im Bereich einer Leitungsdurchführung (21 ) für das Leistungskabels (19) mit einem Schirmgeflecht (23) zur elektrischen Abschirmung ummantelt ist. 13. Plug connection (1) according to one of claims 1 to 12, characterized in that the plug housing (15) of the cable-side connector (4) in the region of a cable feedthrough (21) for the power cable (19) with a braided shield (23) for electrical Shielding is sheathed.
14. Steckverbindung (1 ) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Schirmgeflecht (23) mit einem Schutz- oder Schrumpfschlauch (24) ummantelt ist.14. Plug connection (1) according to claim 13, characterized in that the braided shield (23) with a protective or shrink tubing (24) is sheathed.
15. Steckverbindung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Verriegelungsstecker (7) eine Funktionalität zur Signalübertragung, als Sensorelement und/oder zur HVIL-Unterbrechung umfasst. 15. Plug connection (1) according to one of claims 1 to 8, characterized in that the locking plug (7) comprises a functionality for signal transmission, as a sensor element and / or for HVIL interruption.
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