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Dokumentenidentifikation DE102009059089B3 28.04.2011
Titel Elektrischer Stecker mit in die Kontaktstifte eingelöteten Berührschutzkappen
Anmelder ABL SURSUM Bayerische Elektrozubehör GmbH & Co. KG, 91207 Lauf, DE
Erfinder Pech, Udo, 92265 Edelsfeld, DE
Vertreter Meissner, Bolte & Partner GbR, 90402 Nürnberg
DE-Anmeldedatum 18.12.2009
DE-Aktenzeichen 102009059089
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 28.04.2011
Veröffentlichungstag im Patentblatt 28.04.2011
IPC-Hauptklasse H01R 13/44  (2006.01)  A,  F,  I,  20091218,  B,  H,  DE

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Stecker, insbesondere einen Ladestecker für ein Elektrofahrzeug, mit mindestens einem Kontaktstift, der mit einer Berührschutzkappe versehen ist.

Unter Stecker wird hierbei sowohl ein an einem Kabel angebrachter elektrischer Stecker als auch ein fest installierter Einspeisungsstecker verstanden. Stecker weisen Kontaktstifte auf, die zur Ausbildung einer elektrischen Verbindung in Kontaktbuchsen eingeschoben werden. Somit korrespondieren Stecker mit Kupplungen und Steckdosen, die Kontaktbuchsen aufweisen.

Die Batterien von Elektrofahrzeugen bzw. Elektroautos werden durch Anschluss an Ladestationen aufgeladen. Hierfür sind Steckdosen bzw. Einspeisungsstecker an den Elektrofahrzeugen und den Ladestationen ebenso erforderlich wie Ladekabel mit korrespondierenden Steckern bzw. Kupplungen.

Gemäß einem Konzept sind an beiden Enden des Ladekabels identische Stecker vorgesehen, auch die mit diesen Steckern korrespondierenden Steckdosen an Elektrofahrzeug und Ladestation entsprechen einander. Es ist aber auch möglich, zumindest ein Kabelende als Kupplung auszubilden, die mit einem Einspeisungsstecker an Ladestation bzw. Elektrofahrzeug korrespondiert.

Problematisch hierbei ist, dass die Stecker auch im nicht eingesteckten Zustand unter Spannung stehen können. So weisen beispielsweise die Kontaktstifte des freien Steckers eines an beiden Enden mit einem Stecker versehenen Ladekabels Spannung auf, wenn der andere Stecker in die Ladestation eingesteckt wird. Aber auch ein Einspeisungsstecker an Ladestation oder Elektroauto kann unter Spannung stehen.

Hinzu kommt, dass Ladestecker für Elektrofahrzeuge in Zukunft nicht nur für das Aufladen des Fahrzeugs bestimmt sind, vielmehr soll der Akkumulator des Fahrzeugs auch als Puffer für das Stromnetz genutzt werden, unter Verwendung des Ladesteckers. Dies führt dazu, dass je nach konkreter Verwendung auch bei einem Kabel mit Stecker und Kupplung sowohl der Stecker als auch die Kupplung stromführend sein kann.

Unter anderem aus den vorgenannten Gründen müssen die Kontaktstifte der Stecker mit Berührschutzkappen versehen werden. Insbesondere bei häufigem Ein- und Ausstecken und damit häufiger mechanischer Belastung besteht die Gefahr, dass die Berührschutzkappen abfallen und somit die gegebenenfalls unter Spannung stehenden Kontaktstifte für einen Bediener problemlos zugänglich sind. Ein Berühren der Kontaktstifte führt zu Stromschlägen, die wiederum zu ernsthaften Verletzungen bis hin zum Tod führen können. Im Bereich von Elektrofahrzeugen ist ferner mit langjähriger Nutzung der Stecker zu rechnen, so dass auch die Alterung, beispielsweise aufgrund der im Freien auftretenden Witterungseinflüsse, zu einer Beschädigung und zu einem Abfallen der Berührschutzkappen führen kann.

Elektrische Stecker mit Berührschutzkappen sind aus US 6 113 436 A, DE 44 00 555 A1 und DE 36 02 797 A1 bekannt.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Stecker anzugeben, bei dem die Berührschutzkappe auch bei häufiger Verwendung und langen Benutzungszeiträumen zuverlässig in oder am Kontaktstift befestigt ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den von Anspruch 1 abhängigen Ansprüchen angegeben.

Ein elektrischer Stecker gemäß der Erfindung umfasst mindestens einen Kontaktstift, der mit einer Berührschutzkappe versehen ist. Üblicherweise sind zwei oder drei oder vier oder fünf Kontaktstifte vorgesehen. Beispielsweise kann es sich um einen Ladestecker für Elektrofahrzeuge handeln. Zwei oder drei der Kontaktstifte sind hier typischerweise für den eigentlichen Ladevorgang vorgesehen, weitere Kontaktstifte, beispielsweise zwei, können für die begleitende Datenübertragung vorgesehen sein. Zumindest die für den eigentlichen Ladevorgang vorgesehenen Kontaktstifte sind in diesem Fall mit Berührschutzkappen versehen.

Die Befestigung der Berührschutzkappe in oder an dem jeweiligen Kontaktstift erfolgt erfindungsgemäß mittels eines Lotes. Die Berührschutzkappe ist somit in den Kontaktstift eingelötet oder an den Kontaktstift angelötet.

Durch das Lot wird eine zuverlässige und auch dauerhaft beständige Verbindung zwischen Berührschutzkappe und Kontaktstift hergestellt, die Befestigung ist auch bei häufiger mechanischer Beanspruchung dauerhaft stabil. Die Gefahr abfallender Berührschutzkappen, verbunden mit dem Risiko sich verletzender oder durch Stromschlag getöteter Benutzer, ist dadurch zumindest weitestgehend beseitigt.

Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung ist der Kontaktstift als Hülse ausgebildet und die Berührschutzkappe ist im Inneren der Hülse mit der Hülse verlötet.

Zweckmäßig ist ferner, wenn die Berührschutzkappe einen Schaft umfasst, der formschlüssig in die Kontaktstift-Hülse eingeschoben ist, und der an einem Schaftende einen gegenüber dem Schaft verbreiteten Kopf aufweist, der den Kontaktstift am Hülsenende vollständig überdeckt. Dadurch kann der Kontaktstift nicht mehr von vorne berührt werden, die eigentlichen Kontaktflächen befinden sich an der Seite. Diese können jedoch so ausgebildet bzw. gesichert sein, dass ein Benutzer sie nicht direkt berühren kann. Beispielsweise kann der Kontaktstift mit Abstand von einer Schutzhülle umgeben sein, wobei der Abstand derart klein gewählt wird, dass der Kontaktstift zwar in eine Kontaktbuchse eingeschoben werden kann und dort die seitliche Kontaktfläche eine elektrische Verbindung ausbildet, dass jedoch ein Benutzer nicht mit seinen Fingern zwischen Kontaktstift und Schutzhülle hineinlangen kann.

Vorzugsweise weist der Schaft der Berührschutzkappe an seinem dem Kopf gegenüberliegenden Ende einen Befestigungsanker auf, der in das Lot eingebettet ist und mittels des Lotes die Berührschutzkappe in der Hülse befestigt. Vorteilhaft ist, wenn der Befestigungsanker mindestens einen Hinterschnitt ausbildet, der zur Befestigung in der Hülse zumindest teilweise mit Lot gefüllt ist. Auf diese Weise wird eine besonders stabile, dauerhafte und sichere Befestigung der Berührschutzkappe erreicht. Bei dem Hinterschnitt kann es sich beispielsweise um eine ringförmig umlaufende Nut handeln.

Zweckmäßig ist, wenn auch ein Anschlusskabel mittels des die Berührschutzkappe befestigenden Lotes in oder am Kontaktstift befestigt ist. Dies erleichtert die Herstellung, da Berührschutzkappe und Anschlusskabel in einem gemeinsamen Lötvorgang befestigt werden können. Ferner sind dann Berührschutzkappe und Anschlusskabel nicht nur mit dem Kontaktstift, sondern auch untereinander befestigt.

Die Berührschutzkappe kann aus Kunststoff besteht. Insbesondere kann es sich um ein einstückiges Kunststoffteil handeln, das vorzugsweise mittels Spritzgießen hergestellt ist.

Der Kunststoff der Berührschutzkappe sollte hinsichtlich Verschleiß, thermischer und mechanischer Belastung geeignet ausgewählt werden. Beispielsweise muss er die beim Verlöten auftretenden Lottemperaturen aushalten. Dementsprechend sollte ein thermisch und mechanisch hochbelastbarer Kunststoff gewählt werden. In Betracht kommen beispielsweise PPS (Polyphenylensulfid), LCP (Liquid Crystalline Polymers – Flüssigkristalline Polymere) und kompakte Polyamide wie beispielsweise PA46.

Der Kontaktstift bzw. die Kontaktstift-Hülse besteht beispielsweise aus blankem Messing, aber auch andere Metalle sind möglich.

Als Lot können alle gängigen Lotmaterialien eingesetzt werden, beispielsweise Zinn bzw. Zinnlegierungen.

Die Herstellung des Kontaktstiftes mit verlöteter Berührschutzkappe ist auf einfache Weise möglich. Üblicherweise wird das Anschlusskabel (der Anschlussdraht) an der Rückseite der Kontaktstift-Hülse verlötet, indem zunächst Lot auf bzw. in die Hülse gegeben wird und anschließend das Anschlusskabel in die Hülse mit dem noch flüssigen Lot eingeschoben wird. Wird nunmehr vor dem Auf- bzw. Einbringen des Lotes an der Rückseite der Hülse an der Hülsenvorderseite die Berührschutzkappe in ihre vorgesehene Endposition eingeschoben, anschließend das Lot an der Hülsenrückseite auf- bzw. eingebracht und dann das Anschlusskabel eingeschoben, so wird das flüssige Lot an bzw. um das Ende der Berührschutzkappe gedrängt, beispielsweise um den Befestigungsanker herum. Nach dem Aushärten des Lotes ist der Befestigungsanker und damit die Berührschutzkappe insgesamt fest, dauerhaft und sicher in der Kontaktstift-Hülse befestigt.

Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile anhand der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

1 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Stecker, und

2 einen Querschnitt entlang der Linie A-A in 1 sowie eine Ausschnittsvergrößerung.

1 und 2 zeigen einen erfindungsgemäßen elektrischen Stecker 1, 1 in einer Draufsicht und 2 in einem Querschnitt entlang der Linie A-A in 1. Ferner ist in 2 eine Ausschnittsvergrößerung dargestellt.

Bei dem erfindungsgemäßen Stecker 1 handelt es sich um einen Ladestecker für Elektrofahrzeuge, insbesondere Elektroautos. Dieser Stecker kann an einem Ladekabel angebracht sein, es kann sich aber auch um einen Einspeisungsstecker am Elektrofahrzeug oder an einer Ladestation handeln. Der Stecker weist drei Kontaktstifte 2 auf, die zur Ladung eines Elektrofahrzeugs vorgesehen sind. Ferner sind zwei Zusatz-Kontaktstifte 3 vorgesehen, die zur Datenübertragung einsetzbar sind.

Alle Kontaktstifte sind in einen Kontaktträger 4 aus Kunststoff eingesetzt. Dieser Kontaktträger 4 bildet einen vorderseitig offenen Gehäusetopf 5 um sämtliche Kontaktstifte 2 und Zusatz-Kontaktstifte 3. Eine Rückwand 6 des Gehäusetopfes 5 trennt einen vorderseitigen Steckbereich 7 des Steckers 1 von einem rückseitigen Kabelanschlussbereich 8 des Steckers 1. Eine Ringwand 9 des Gehäusetopfes umschließt sämtliche Kontaktstifte 2 und Zusatz-Kontaktstifte 3, die alle gegenüber der Ringwand 9 zurückversetzt sind und damit nicht über die Ringwand 9 nach vorne aus dem Stecker 1 herausstehen. Ferner ist im Inneren des Gehäusetopfes 5 um jeden Kontaktstift 2 und um jeden Zusatz-Kontaktstift 3 mit Abstand eine Schutzhülle 10 ausgebildet, die über den jeweiligen Kontaktstift 2, 3 hinaus nach vorne absteht. Die Abstand dieser Schutzhülle 10 vom Kontaktstift 2, 3 ist so gewählt, dass ein Benutzer des Steckers 1 nicht in den Zwischenraum zwischen Kontaktstift 2, 3 und Schutzhülle 10 hineinlangen kann. Im dargestellten Beispiel sind die Schutzhüllen 10 einstückig mit dem Gehäusetopf 5 ausgebildet. Die Rückwand 6 des Gehäusetopfes 5 steht im dargestellten Beispiel über die Ringwand 9 hinausgehend seitlich ab und bildet einen Befestigungsflansch 11 aus. Ein derartiger Befestigungsflansch 11 ist hilfreich bei einer Ausbildung des Steckers 1 als Einspeisungsstecker, um diesen fest und dauerhaft in einem Elektrofahrzeug oder einer Ladestationen zu befestigen. Auf einen derartigen Befestigungsflansch 11 kann aber auch verzichtet werden, insbesondere wenn der Stecker 1 als Kabelstecker vorgesehen ist, der flexibel in verschiedene Steckdosen einzustecken und wieder abzuziehen ist.

Die Kontaktstifte 2 und die Zusatz-Kontaktstifte 3 reichen durch die Rückwand 6 des Gehäusetopfes 5 hindurch. Die Kontaktstifte 2 sind als metallische Hülsen 12 ausgebildet, d. h. es handelt sich um rohrförmige Kontaktstifte. Die Außenseite der Hülse 12 bildet die zur Kontaktierung einer korrespondierenden Buchse vorgesehene Kontaktfläche 13. Eine entsprechende Ausbildung kann auch bei den Zusatz-Kontaktstiften 3 vorgesehen sein, es kann sich jedoch auch um kompakte Metallstifte handeln.

Im Steckbereich 7 des Steckers 1 ist am dortigen Ende der Hülse 12 eine Berührschutzkappe 14 aus Kunststoff eingeschoben. Diese Berührschutzkappe 14 umfasst einen Schaft 15, der formschlüssig in den Innenraum der Hülse 12 eingeschoben ist. An seinem vorderen Ende weist der Schaft 15 einen Kopf 16 auf, der den Kontaktstift 2 nach vorne hin abdeckt und dadurch verhindert, dass ein Benutzer von vorne den Kontaktstift 2 berührt. Am gegenüber liegenden Ende weist der Schaft 15 einen Befestigungsanker 17 mit einem Hinterschnitt 18 auf, der als ringförmig umlaufende Nut ausgebildet ist.

Dieser Befestigungsanker 17 mit seinem Hinterschnitt 18 ist in ein Lot 19 eingebettet. Dadurch ist die Berührschutzkappe 14 mittels dieses Lotes 19 in bzw. an dem Kontaktstift 2 befestigt. Diese Verankerung der Berührschutzkappe 14 im Lot 19 sorgt für eine dauerhaft stabile, auch starker und häufiger mechanischer Belastung standhaltende Befestigung der Berührschutzkappe 14 am Kontaktstift 2.

Im Kabelanschlussbereich 8 des Steckers ist am dortigen Ende der Hülse 12 ein Anschlusskabel 20 (auch: Anschlussdraht) eingeschoben. Dieses Anschlusskabel 20 kontaktiert den Kontaktstift 2 elektrisch, es ist wie die Berührschutzkappe 14 mittels des Lotes 19 in bzw. an dem Kontaktstift 2 befestigt.

Die Herstellung der Befestigung von Berührschutzkappe 14 und Anschlusskabel 20 kann derart erfolgen, dass zunächst die im dargestellten Beispiel einstückig ausgebildete Berührschutzkappe 14 mit ihrem Schaft 15 in die Hülse 12 eingeschoben wird, anschließend am gegenüberliegenden Ende der Hülse 12 flüssiges Lot in bzw. auf die Hülse 12 aufgebracht wird, und anschließend das Anschlusskabel 20 in die Hülse 12 eingeschoben wird. Beim Einstecken des Anschlusskabels 20 wird das noch flüssige Lot um den Befestigungsanker 17 der Berührschutzkappe 14, insbesondere in den Hinterschnitt 18, gedrückt. Nach dem Aushärten des Lotes 19 ist der Befestigungsanker 17 im Lot 19 fixiert und damit die Berührschutzkappe 14 am Kontaktstift 12 dauerhaft und stabil befestigt.

Bezugszeichenliste

1
Elektrischer Stecker
2
Kontaktstifte
3
Zusatz-Kontaktstifte
4
Kontaktträger
5
Gehäusetopf
6
Rückwand
7
Steckbereich
8
Kabelanschlussbereich
9
Ringwand
10
Schutzhülle
11
Befestigungsflansch
12
Hülse
13
Kontaktfläche
14
Berührschutzkappe
15
Schaft
16
Kopf
17
Befestigungsanker
18
Hinterschnitt
19
Lot
20
Anschlusskabel


Anspruch[de]
Elektrischer Stecker (1), insbesondere Ladestecker für ein Elektrofahrzeug,

mit mindestens einem Kontaktstift (2),

der mit einer Berührschutzkappe (14) versehen ist,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Berührschutzkappe (14) mittels eines Lotes (19) in oder an dem Kontaktstift befestigt ist.
Elektrischer Stecker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktstift (2) als Hülse (12) ausgebildet ist und die Berührschutzkappe (14) im Inneren der Hülse (12) mit der Hülse (12) verlötet ist. Elektrischer Stecker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Berührschutzkappe (14) einen Schaft (15) umfasst, der formschlüssig in die Kontaktstift-Hülse (12) eingeschoben ist, und der an einem Schaftende einen gegenüber dem Schaft (15) verbreiteten Kopf (16) aufweist, der den Kontaktstift (12) am Hülsenende vollständig überdeckt. Elektrischer Stecker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (15) der Berührschutzkappe (14) am dem Kopf (16) gegenüberliegenden Ende einen Befestigungsanker (17) aufweist, der in das Lot (19) eingebettet ist und mittels des Lotes (19) die Berührschutzkappe (14) in der Hülse (12) befestigt. Elektrischer Stecker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsanker (17) mindestens einen Hinterschnitt (18) ausbildet, der zur Befestigung in der Hülse (12) zumindest teilweise mit Lot (19) gefüllt ist. Elektrischer Stecker nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Hinterschnitt (18) eine ringförmig umlaufende Nut ist. Elektrischer Stecker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anschlusskabel (20) mittels des die Berührschutzkappe (14) befestigenden Lotes (19) in oder am Kontaktstift (2) befestigt ist. Elektrischer Stecker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Berührschutzkappe (14) aus Kunststoff besteht, insbesondere ein einstückiges Kunststoffteil ist, das vorzugsweise mittels Spritzgießen hergestellt ist.






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