DE102011080084A1 - Bearing device with coupling for an electric vehicle - Google Patents
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Abstract
Die für ein Elektrofahrzeug vorgesehene anspruchsgemäße Lagereinrichtung umfasst ein Elektrokabel, welches durch die Lagereinrichtung gelagert werden kann. Um das Elektrokabel in seine gelagerte Position transportieren zu können, gibt es eine Transporteinrichtung. Die Transporteinrichtung umfasst einen Antrieb, vorzugsweise einen elektrischen Antrieb, durch den das Elektrokabel in seine gelagerte Position gebracht werden kann. Die Transporteinrichtung umfasst eine Kupplung, die eine vom Antrieb erzeugte Kraft bzw. ein vom Antrieb erzeugtes Drehmoment auf das Elektrokabel zu übertragen vermag, um mithilfe der übertragenen Kraft bzw. des übertragenen Drehmoments das Elektrokabel in seine gelagerte Position zu bringen. Die Kupplung kann insbesondere durch den Antrieb und/oder durch manuelles Herausziehen des Elektrokabels aus der Lagereinrichtung und/oder durch Blockieren des Elektrokabels entkuppelt werden. Ist die Kupplung entkuppelt worden, so kann keine Kraft oder zumindest eine deutlich verringerte Kraft (im Vergleich zu der maximal vom Antrieb auf das Elektrokabel übertragbaren Kraft) vom Antrieb auf das Elektrokabel ausgeübt werden. Die Kupplung wird dazu genutzt, den Komfort zu erhöhen und/oder ein sicheres Funktionieren selbst im Fall von Fehlbedienungen durch einen Benutzer zu gewährleisten.The intended for an electric vehicle claims according to the storage device comprises an electric cable, which can be stored by the storage facility. In order to transport the electric cable in its stored position, there is a transport device. The transport device comprises a drive, preferably an electric drive, by means of which the electric cable can be brought into its stored position. The transport device comprises a coupling which is capable of transmitting a force generated by the drive or a torque generated by the drive to the electric cable in order to bring the electric cable into its mounted position by means of the transmitted force or the transmitted torque. The coupling can be decoupled in particular by the drive and / or by manually pulling the electric cable out of the storage device and / or by blocking the electric cable. If the clutch has been decoupled, then no force or at least a significantly reduced force (in comparison to the maximum force that can be transmitted by the drive to the electric cable) can be exerted by the drive on the electric cable. The clutch is used to increase comfort and / or to ensure safe operation even in the event of operator error.
Description
Die Erfindung betrifft eine Lagereinrichtung für ein Elektrofahrzeug mit einem in der Lagereinrichtung gelagerten oder lagerbarem Elektrokabel, einer Transporteinrichtung für einen Transport des Elektrokabels zwecks Lagerung durch die Lagereinrichtung.The invention relates to a storage device for an electric vehicle with an electric cable stored or storable in the storage device, a transport device for transporting the electric cable for storage by the storage device.
Aus der nicht vorveröffentlichten
Eine als Lagereinrichtung dienende Kabeltrommel, auf der ein elektrisches Kabel aufgewickelt werden kann, geht aus der Druckschrift
Aus der nicht vorveröffentlichten
Ein Elektrofahrzeug ist ein Fahrzeug, welches mit einem elektrischen Antrieb mittelbar oder unmittelbar bewegt werden kann. Um das Elektrofahrzeug elektrisch antreiben zu können, umfasst das Elektrofahrzeug eine Batterie, die den elektrischen Strom für den Antrieb bereitstellt. Um die Batterie des Elektrofahrzeugs bei Bedarf aufladen zu können, umfasst das Elektrofahrzeug eine Lagereinrichtung der eingangs genannten Art. Für ein Aufladen wird das dann als Ladekabel dienende Elektrokabel aus der Lagereinrichtung heraus bewegt und mit einer Ladestation elektrisch verbunden. Das Elektrokabel ist für ein Verbinden mit einer Ladestation grundsätzlich mit einem Ladestecker oder einer Ladebuchse versehen. Für ein Aufladen wird das Elektrokabel, welches durch die Lagereinrichtung gelagert wird und sich dann in seiner gelagerten Position befindet, herausgezogen und in diesem Sinne in eine ausgezogene Position gebracht. Es kann anschließend der Ladestecker des Elektrokabels in eine Ladebuchse der Ladestation hineingesteckt werden oder umgekehrt ein Ladestecker der Ladestation in die Ladebuchse des Elektrokabels. Im Anschluss daran kann die Batterie des Elektrofahrzeugs aufgeladen werden. Nach einem Aufladen wird der Ladestecker von der Ladebuchse gelöst. Durch die Transporteinrichtung wird anschließend das Elektrokabel in die Lagereinrichtung zurückbewegt und hier gelagert beziehungsweise aufbewahrt.An electric vehicle is a vehicle that can be moved directly or indirectly with an electric drive. To electrically power the electric vehicle, the electric vehicle includes a battery that provides the electric power for propulsion. In order to charge the battery of the electric vehicle when needed, the electric vehicle comprises a storage device of the type mentioned. For charging then serving as a charging cable electric cable is moved out of the storage device and electrically connected to a charging station. The electric cable is always provided with a charging plug or a charging socket for connection to a charging station. For charging the electric cable, which is supported by the bearing device and is then in its stored position, pulled out and brought in this sense in an extended position. It can then be plugged into the charging plug of the electric cable in a charging socket of the charging station or vice versa a charging plug of the charging station in the charging socket of the electric cable. Following this, the battery of the electric vehicle can be charged. After charging, the charging plug is disconnected from the charging socket. By the transport device then the electric cable is moved back into the storage facility and stored or stored here.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine komfortabel und zuverlässig funktionierende Lagereinrichtung für ein Elektrokabel eines Elektrofahrzeugs zu schaffen.It is an object of the invention to provide a comfortable and reliable functioning storage device for an electric cable of an electric vehicle.
Eine Lagereinrichtung umfasst zur Lösung der Aufgabe die Merkmale des ersten Anspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.A bearing device comprises the features of the first claim in order to achieve the object. Advantageous embodiments emerge from the subclaims.
Die für ein Elektrofahrzeug vorgesehene anspruchsgemäße Lagereinrichtung umfasst ein Elektrokabel, welches durch die Lagereinrichtung gelagert werden kann. Die Lagereinrichtung wird also in der Regel in ein Elektrofahrzeug eingebaut und ist dann Bestandteil des Elektrofahrzeugs. Der aus der Lagereinrichtung ausziehbare Teil des Elektrokabels ist grundsätzlich wenigstens 1 m, bevorzugt wenigstens 1,50 m, ganz besonders bevorzugt wenigstens 2 m lang, um mit einer Ladestation verbunden werden zu können. Ein solches Elektrokabel ist in der Regel nicht länger als 5 m, bevorzugt nicht länger als 3 m, ganz besonders bevorzugt nicht länger als 2,50 m, um den Platzbedarf gering halten zu können. The intended for an electric vehicle claims according to the storage device comprises an electric cable, which can be stored by the storage facility. The storage facility is thus usually installed in an electric vehicle and is then part of the electric vehicle. The extractable from the storage device part of the electric cable is basically at least 1 m, preferably at least 1.50 m, most preferably at least 2 m long to connect to a charging station can. Such an electric cable is usually not longer than 5 m, preferably not more than 3 m, most preferably not more than 2.50 m in order to keep the space requirement low.
Die Lagereinrichtung umfasst für eine Lagerung des Elektrokabels beispielsweise einen Innenraum, in dem das Elektrokabel beispielsweise in der in der
Um das Elektrokabel in seine gelagerte Position transportieren zu können, gibt es eine Transporteinrichtung. Die Transporteinrichtung umfasst einen Antrieb, vorzugsweise einen elektrischen Antrieb, durch den das Elektrokabel in seine gelagerte Position gebracht werden kann. Der elektrische Antrieb umfasst vorzugsweise einen Elektromotor. Der elektrische Antrieb kann eine Formgedächtnislegierung umfassen. Als Transporteinrichtung können alternativ oder ergänzend ein oder mehrere Federn dienen, die durch ein Herausziehen des Elektrokabels aus seiner gelagerten Position vorgespannt werden. Solche ein oder mehrere Federn sind bereits bevorzugt von Anfang an vorgespannt und werden durch das Herausziehen zusätzlich vorgespannt. Als Antrieb kann ein pneumatischer Antrieb vorgesehen sein. In order to transport the electric cable in its stored position, there is a transport device. The transport device comprises a drive, preferably an electric drive, by means of which the electric cable can be brought into its stored position. The electric drive preferably comprises an electric motor. The electric drive may comprise a shape memory alloy. As a transport device, one or more springs can alternatively or additionally serve, which are biased by pulling out the electric cable from its stored position. Such one or more springs are already preferred biased from the beginning and are additionally biased by the extraction. As a drive, a pneumatic drive can be provided.
Die Transporteinrichtung umfasst eine Kupplung, die eine vom Antrieb erzeugte Kraft bzw. ein vom Antrieb erzeugtes Drehmoment auf das Elektrokabel zu übertragen vermag, um mithilfe der übertragenen Kraft bzw. des übertragenen Drehmoments das Elektrokabel in seine gelagerte Position zu bringen. Wird die Kupplung entkuppelt, so entfällt die Kraftübertragung oder wird zumindest reduziert. Die Kupplung kann insbesondere durch den Antrieb und/oder durch manuelles Herausziehen des Elektrokabels aus der Lagereinrichtung und/oder durch Blockieren des Elektrokabels entkuppelt werden. Ist die Kupplung entkuppelt worden, so kann keine Kraft oder zumindest eine deutlich verringerte Kraft (im Vergleich zu der maximal vom Antrieb auf das Elektrokabel übertragbaren Kraft) vom Antrieb bzw. der Antriebsseite der Kupplung auf das Elektrokabel ausgeübt werden. Es wird also kein oder zumindest nur ein reduziertes Drehmoment auf die Abtriebsseite übertragen, wenn die Kupplung entkuppelt ist. Aus nachfolgend genannten Gründen kann eine solche Kupplung dazu genutzt werden, den Komfort zu erhöhen und/oder ein sicheres Funktionieren selbst im Fall von Fehlbedienungen durch einen Benutzer zu gewährleisten.The transport device comprises a coupling which is capable of transmitting a force generated by the drive or a torque generated by the drive to the electric cable in order to bring the electric cable into its mounted position by means of the transmitted force or the transmitted torque. If the clutch is decoupled, eliminates the power transmission or is at least reduced. The coupling can be decoupled in particular by the drive and / or by manually pulling the electric cable out of the storage device and / or by blocking the electric cable. If the clutch has been decoupled, then no force or at least a significantly reduced force (in comparison to the maximum force that can be transmitted to the electric cable by the drive) can be exerted on the electric cable by the drive or the drive side of the clutch. Thus, no or at least only a reduced torque is transmitted to the output side when the clutch is decoupled. For reasons mentioned below, such a coupling can be used to increase the comfort and / or to ensure a safe functioning even in the event of incorrect operation by a user.
Die Kupplung ist in einer Ausführungsform so beschaffen, dass keine oder zumindest eine deutlich reduzierte Kraft vom Antrieb auf das Elektrokabel übertragen wird, wenn eine vorgegebene Gegenkraft auf das Elektrokabel ausgeübt wird. Eine vorgegebene Gegenkraft ist insbesondere dann erreicht, wenn diese derart groß ist, dass das Elektrokabel aus der Lagereinrichtung gegen die Kraft herausgezogen werden kann, die der Antrieb auf das Elektrokabel zu übertragen vermag. Wird eine vorgegebene Gegenkraft auf das Elektrokabel ausgeübt, so wird durch die Kupplung eine weitere Kraftübertragung vom Antrieb auf das Elektrokabel verhindert oder zumindest wesentlich reduziert. Die Kupplung entkoppelt also vorteilhaft den Antrieb vom Elektrokabel in einem solchen Störfall. Ein Benutzer, der beispielsweise versehentlich oder irrtümlich den Antrieb für ein Bewegen des Elektrokabels in die Lagereinrichtung hinein aktiviert hat, kann bei dieser Ausführungsform sofort im Anschluss daran an dem Elektrokabel ziehen und/ oder einen Einzug blockieren, um so ein Bewegen des Elektrokabels in die Lagereinrichtung hinein zu verhindern, ohne dafür eine Bewegung des Antriebs blockieren oder den Antrieb ausschalten zu müssen. Eine solche Handlungsweise des Benutzers kommt insbesondere dann in Betracht, wenn das Elektrokabel noch mit einer Ladestation verbunden ist. Beschädigungen aufgrund einer fehlerhaften Bedienung können so vermieden werden. Diese Ausführungsform kann beispielsweise mit einer Rutschkupplung wie zum Beispiel einer Schlingfederkupplung realisiert werden. Eine Schlingfederkupplung ist beispielsweise der
In einer Ausführungsform der Erfindung genügt eine Blockade des Elektrokabels, welche ein Bewegen des Elektrokabels in seine gelagerte Position verhindert, um den Antrieb vom Elektrokabel abzukoppeln, also zu entkuppeln. Diese Ausführungsform kann wiederum durch Vorsehen einer Rutschkupplung realisiert werden. Bei Erreichen einer definierten Kraft bzw. eines Drehmoments trennt oder verbindet eine Rutschkupplung. So können die Wellen einer Rutschkupplung neben dem Gleichlauf auch mit unterschiedlicher Drehzahl laufen und zwar bis zum Stillstand einer Welle, so zum Beispiel der Abtriebswelle. Wird also das Bewegen des Elektrokabels in seine gelagerte Position durch den Antrieb beispielsweise deshalb blockiert, weil das Elektrokabel mechanisch mit einer Ladestation verbunden ist, so kann eine durch den Antrieb unmittelbar angetriebene Welle, also die Antriebswelle weiter drehen, ohne dass die Abtriebswelle gedreht und damit das Elektrokabel in seine gelagerte Position bewegt wird.In one embodiment of the invention, a blockage of the electric cable, which prevents the electric cable from moving to its stored position, is sufficient to decouple the drive from the electric cable, that is, to decouple it. This embodiment can in turn be realized by providing a slip clutch. Upon reaching a defined force or torque separates or connects a slip clutch. Thus, the shafts of a friction clutch in addition to the synchronization can also run at different speeds and that to a standstill of a shaft, such as the output shaft. Thus, if the movement of the electric cable in its stored position is blocked by the drive, for example, because the electric cable is mechanically connected to a charging station, a shaft directly driven by the drive, ie the drive shaft, can continue to rotate without the output shaft being rotated and thus the electric cable is moved to its stored position.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist eine Rutschkupplung vorgesehen, die ein Herausziehen des Elektrokabels mit einer höheren Geschwindigkeit erlaubt im Vergleich zu einer Bewegungsgeschwindigkeit, die durch den Antrieb ermöglicht wird. Bei dieser Ausführungsform kann die Abtriebswelle durch den Antrieb über die Kupplung derart gedreht werden, dass das Elektrokabel aus der Lagereinrichtung heraus bewegt oder zumindest von einer Trommel abgewickelt wird. Durch Begrenzen der Drehgeschwindigkeit der Abtriebswelle ist die Geschwindigkeit begrenzt, mit der das Elektrokabel unterstützt durch den Antrieb aus der Lagereinrichtung heraus bewegt werden kann. Wird nun das Elektrokabel mit größerer Geschwindigkeit manuell herausgezogen, so dass der Abtrieb den Antrieb überholt, so entkuppelt die Rutschkupplung, aber nicht derart vollständig, dass keine Kraft bzw. kein Drehmoment durch das schnelle Herausziehen auf die Antriebswelle Weund damit auf den Antrieb übertragen wird. Der Antrieb so wie ein optional vorgesehenes Getriebe bremsen das schnelle Herausziehen des Elektrokabels. Diese Bremswirkung hindert einen Benutzer daran, ein Elektrokabel mit einer übermäßig hohen Geschwindigkeit aus der Lagereinrichtung herauszuziehen, die zu Beschädigungen führen könnte. Andererseits werden Beschädigungen des Antriebs aufgrund hoher Kraftübertragungen vermieden. Ein Benutzer kann bei dieser Ausführungsform den Komfort eines Antriebs ausnutzen, um das Elektrokabel aus der Lagereinrichtung mit sehr geringem Kraftaufwand mit Unterstützung durch den Antrieb heraus zu bewegen. Wünscht ein Benutzer, dass das Elektrokabel mit einer im Vergleich dazu erhöhten Geschwindigkeit aus der Lagereinrichtung heraus bewegt wird, so genügt es, dass der Benutzer das Elektrokabel mit entsprechend erhöhter Geschwindigkeit aus der Lagereinrichtung manuell herauszieht. Diese Ausführungsform der Erfindung ist daher besonders komfortabel, da ein Benutzer zwischen verschiedenen Möglichkeiten auswählen kann. Dennoch wird durch diese Ausführungsform eine zuverlässig funktionierende Lagereinrichtung bereitgestellt, da bei höheren Auszugsgeschwindigkeiten dennoch eine Bremswirkung spürbar ist.In one embodiment of the invention, a slip clutch is provided, the one Extracting the electric cable at a higher speed allows compared to a moving speed, which is made possible by the drive. In this embodiment, the output shaft can be rotated by the drive via the coupling such that the electric cable is moved out of the bearing device or at least unwound from a drum. By limiting the rotational speed of the output shaft, the speed at which the electric cable is supported by the drive can be moved out of the bearing device is limited. Now, if the electric cable is pulled out manually at a faster speed, so that the output overruns the drive, the slip clutch disengages, but not so completely that no force or torque is transmitted by the rapid withdrawal on the drive shaft Weund thus to the drive. The drive as well as an optionally provided gear brake the rapid withdrawal of the electric cable. This braking action prevents a user from pulling an electrical cable out of the storage facility at an excessively high speed which could result in damage. On the other hand, damage to the drive due to high power transmission can be avoided. A user can take advantage of the comfort of a drive in this embodiment, to move the electric cable from the storage device with very little effort with support from the drive out. If a user wishes that the electric cable is moved out of the bearing device at a speed which is increased in comparison with this, then it is sufficient for the user to manually remove the electric cable from the bearing device at a correspondingly increased speed. This embodiment of the invention is therefore particularly convenient because a user can choose between different options. Nevertheless, a reliably functioning bearing device is provided by this embodiment, since at higher pullout speeds nevertheless a braking effect is felt.
Eine Ausführungsform, die insbesondere eine Rutschkupplung umfasst, ist bevorzugt so gestaltet, dass der Antrieb für ein Bewegen des Elektrokabels aus der Lagereinrichtung heraus aktiviert wird, indem am Elektrokabel derart gezogen wird, dass ein Schalter der Lagereinrichtung betätigt wird. Wird am Elektrokabel gezogen oder ein Bewegen des Elektrokabels in die Lagereinrichtung blockiert, so wird eine Zugspannung auf das Elektrokabel übertragen. Durch Erreichen einer hinreichend hohen, vorgegebenen Zugspannung wird der Schalter betätigt. Durch Betätigen des Schalters wird in einer Ausführungsform der Antrieb derart aktiviert, dass der Antrieb das Elektrokabel aus der Lagereinrichtung heraus bewegt oder zumindest das Elektrokabel von einer Trommel abrollt und zwar wenigstens solange der Schalter betätigt ist. Vorzugsweise stoppt der Antrieb, wenn der Schalter nicht mehr betätigt wird. Bei dieser Ausführungsform verläuft das Elektrokabel im Bereich des Schalters vorzugsweise gekrümmt. Der Schalter befindet sich dann innerhalb des gekrümmten Bereichs. Der gekrümmte Verlauf ermöglicht es, durch Ausübung einer Zugspannung bzw. Zugkraft auf das Elektrokabel den Schalter zu betätigen. An embodiment, which in particular comprises a slip clutch, is preferably designed such that the drive for moving the electric cable out of the bearing device is activated by pulling on the electric cable such that a switch of the bearing device is actuated. If the electric cable is pulled or a movement of the electric cable in the storage facility is blocked, a tension is transmitted to the electric cable. By reaching a sufficiently high, predetermined tension of the switch is actuated. By actuating the switch, in one embodiment, the drive is activated such that the drive moves the electric cable out of the bearing device or at least unwinds the electric cable from a drum, at least as long as the switch is actuated. Preferably, the drive stops when the switch is no longer actuated. In this embodiment, the electric cable is preferably curved in the region of the switch. The switch is then within the curved area. The curved course makes it possible to actuate the switch by exerting a tensile force or tensile force on the electric cable.
Bevorzugt stoppt der Antrieb und überträgt dann keine Kraft auf das Elektrokabels für einen Transport des Elektrokabels aus der Lagereinrichtung heraus, wenn der Schalter nicht betätigt wird. Diese Ausführungsform ist besonders sicher und komfortabel. Wurde beispielsweise der Antrieb versehentlich oder irrtümlich derart aktiviert, dass durch den Antrieb das Elektrokabel in die Lagereinrichtung hinein bewegt wird, so genügt eine Blockade des Elektrokabels, um den Schalter bei Erreichen einer entsprechenden Zugspannung zu betätigen und dadurch das Elektrokabel zumindest ein Stück wieder durch den Antrieb aus der Lagereinrichtung heraus zu bewegen oder von einer Trommel abzurollen, um so die Zugspannung, die auf das Elektrokabel ausgeübt wird, zu verringern. Unterschreitet die Zugspannung einen vorgegebenen Wert, so wird der Schalter nicht länger betätigt. Der Antrieb stoppt und das Elektrokabel wird nicht weiter aus der Lagereinrichtung durch den Antrieb heraus bewegt oder von einer Rolle abgerollt. Das Elektrokabel ist dann nur soweit wie erforderlich oder gewünscht aus der Lagereinrichtung heraus bewegt bzw. entspannt worden. Preferably, the drive stops and then does not transfer force to the electrical cable for transport of the electrical cable out of the storage facility when the switch is not actuated. This embodiment is particularly safe and comfortable. If, for example, the drive has been accidentally or erroneously activated in such a way that the electric cable is moved into the bearing device by the drive, a blockage of the electric cable is sufficient to actuate the switch upon reaching a corresponding tensile stress and thereby at least one piece of the electric cable through the To move drive out of the bearing device or unwind from a drum, so as to reduce the tension that is exerted on the electric cable. If the tension falls below a predetermined value, the switch is no longer actuated. The drive stops and the electric cable is no longer moved out of the storage facility by the drive or unrolled from a roll. The electric cable is then only as far as required or desired moved out of the storage device or relaxed.
Ist bei der Ausführungsform mit dem Schalter eine Rutschkupplung vorgesehen, so dass ein Benutzer ein Elektrokabel auch mit höherer Geschwindigkeit gegen die Bremskraft eines Antriebs aus der Lagereinrichtung manuell herausziehen kann, so dient die Rutschkupplung nicht dazu, um bei einer Blockade des Elektrokabels zu entkuppeln, um so übermäßig hohe Zugspannungen, die auf das Elektrokabel ausgeübt werden, zu verhindern. If a slip clutch is provided in the embodiment with the switch, so that a user can manually pull out an electric cable at a higher speed against the braking force of a drive from the bearing device, the slip clutch does not serve to decouple in a blockage of the electric cable to To prevent excessively high tensile stresses exerted on the electric cable.
Eine Ausführungsform, die insbesondere eine Schlingfederkupplung umfasst, ist bevorzugt so gestaltet, dass das Elektrokabel unterstützt durch den Antrieb oder mithilfe des Antriebs aus der Lagereinrichtung heraus bewegt wird bzw. werden kann oder das Elektrokabel zumindest durch den Antrieb von einer Trommel abgewickelt werden kann. Bei dieser Ausführungsform überträgt der Antrieb eine heraus bewegende Kraft auf das Elektrokabel, wenn das Elektrokabel aus der Lagereinrichtung heraus bewegt wird. Wird ein Elektrokabel mit größerer Geschwindigkeit aus der Lagereinrichtung manuell herausgezogen im Vergleich zu der Geschwindigkeit, mit der das Elektrokabel durch den Antrieb aus der Lagereinrichtung heraus bewegt wird, so verstärkt sich bei dieser Ausführungsform der für das Kuppeln verantwortliche Reibungseffekt der Schlingfederkupplung. Der Antrieb bremst dann ein übermäßig schnelles Herausziehen des Elektrokabels, was mit Beschädigungen einhergehen könnte. Insbesondere diese Ausführungsform umfasst eine manuell zu betätigende Bewegungseinrichtung, insbesondere eine Kurbel für ein manuelles Bewegen des Elektrokabels in seine gelagerte Position. So kann beispielsweise eine Trommel mithilfe der Kurbel so gedreht werden, dass das Elektrokabel auf der Trommel aufgewickelt wird. Durch die Kupplung, insbesondere eine Schlingfederkupplung wird dann bewirkt, dass die Kupplung entkuppelt. Beispielsweise die Welle eines Elektromotors wird aufgrund dieser Entkupplung dann nicht oder zumindest kaum mit gedreht, was den Kraftaufwand für ein manuelles Aufwickeln gering hält.An embodiment, which in particular comprises a wrap spring clutch, is preferably designed such that the electric cable can be moved by the drive or by means of the drive out of the bearing device or the electric cable can be unwound at least by the drive from a drum. In this embodiment, the drive transmits a moving force to the electric wire when the electric wire is moved out of the storage device. If an electric cable is pulled out of the storage device manually at a higher speed compared to the speed with which the electric cable is moved out of the storage device by the drive, the frictional effect responsible for the coupling increases in this embodiment Wrap spring. The drive then slows down an excessively fast pulling out of the electric cable, which could be accompanied by damage. In particular, this embodiment comprises a manually operated moving means, in particular a crank for a manual movement of the electric cable in its stored position. For example, a drum can be rotated using the crank so that the electrical cable is wound on the drum. By the coupling, in particular a wrap spring clutch is then causes the clutch disengages. For example, the shaft of an electric motor is then not or at least hardly rotated due to this decoupling, which keeps the effort required for a manual winding low.
In einer Ausführungsform der Erfindung wird eine Rutschkupplung eingesetzt, die unabhängig von der Drehrichtung einer Antriebswelle oder einer Abtriebswelle zu entkuppeln vermag. Eine solche Rutschkupplung kann eine innere Welle umfassen, die von einer Hohlwelle umgeben wird. Im Freiraum zwischen den beiden Wellen befindet sich eine Schraubenfeder, die teilweise unter Vorspannung am Außenumfang der inneren Welle anliegt und teilweise unter Vorspannung am Innenumfang der Hohlwelle. Der hierdurch bewirkte Reibkontakt zwischen den beiden Wellen bewirkt, dass der Antrieb das Elektrokabel in die Lagereinrichtung hinein zu bewegen vermag oder aber aus dieser heraus. Zumindest vermag der Antrieb das Elektrokabel von einer Trommel abzuholen. Im Fall einer Störung, beispielsweise im Fall einer Blockade des Elektrokabels während des Bewegens des Elektrokabels in die Lagereinrichtung begrenzt die Rutschkupplung die Zugspannung, die im Fall einer solchen Störung vom Antrieb in das Elektrokabel eingeleitet werden kann. Umgekehrt verhindert diese Kupplung, das durch ein manuelles Herausziehen des Elektrokabels mit erhöhter Geschwindigkeit eine übermäßig hohe Zugspannung in das Elektrokabel eingeleitet werden kannIn one embodiment of the invention, a slip clutch is used, which is able to uncouple regardless of the direction of rotation of a drive shaft or an output shaft. Such a slip clutch may comprise an inner shaft which is surrounded by a hollow shaft. In the space between the two shafts is a coil spring, which bears partly under bias on the outer circumference of the inner shaft and partially biased on the inner circumference of the hollow shaft. The frictional contact between the two shafts caused thereby causes the drive to be able to move the electric cable into or out of the bearing device. At least the drive is able to pick up the electric cable from a drum. In the case of a fault, for example in the case of a blockage of the electric cable during movement of the electric cable in the bearing device, the slip clutch limits the tension that can be initiated by the drive in the electric cable in the event of such a fault. Conversely, prevents this coupling, which can be initiated by a manual pulling out of the electric cable at an increased speed, an excessively high tension in the electric cable
In einer Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei der Kupplung um eine Klemmrollenfreilaufkupplung, die durch den Antrieb kuppelt oder entkuppelt werden kann. Alternativ kann eine Sperrklinkenkupplung vorgesehen sein, also eine Kupplung mit zumindest einer Sperrklinke, die in Abhängigkeit von der Drehrichtung eine Antriebswelle mit einer Abtriebswelle kuppelt oder entkuppelt. Diese eine Klemmrollenfreilaufkupplung oder eine Sperrklinkenkupplung umfassende Ausführungsform ist insbesondere so gestaltet, dass das Elektrokabel manuell aus der Lagereinrichtung herausgezogen wird. Ein Antrieb vermag also nicht das Herausbewegen des Elektrokabels aus der Lagereinrichtung heraus zu bewirken oder eine entsprechend gerichtete Kraft auf das Elektrokabel zu übertragen. Bei dieser Ausführungsform wird die Kupplung entkuppelt, indem eine durch den Antrieb antreibbare Welle in Auszugsrichtung gedreht wird, also entgegengesetzt zu der Richtung, die für ein Bewegen des Elektrokabels in die Lagereinrichtung hinein erforderlich ist. Während des Herausziehens erfährt ein Nutzer des Elektrokabels somit keinen Widerstand durch den Antrieb und die Lagereinrichtung dreht sich frei, solange ein Benutzer nicht mit einer derart hohen Geschwindigkeit das Elektrokabel aus der Lagereinrichtung heraus zieht, dass der Abtrieb den Antrieb überholt. Zieht ein Benutzer das Elektrokabel manuell mit einer übermäßig hohen Geschwindigkeit aus der Lagereinrichtung heraus, so kuppelt die Klemmrollenfreilaufkupplung und der Antrieb bremst das Herausziehen des Elektrokabels aus der Lagereinrichtung heraus. Diese Ausführungsform schützt also davor, dass ein Benutzer ein Elektrokabel mit übermäßig hoher Geschwindigkeit aus der Lagereinrichtung heraus zieht, die Beschädigungen zur Folge haben könnte. Zieht ein Benutzer das Elektrokabel mit einer vorgesehenen, nicht übermäßig hohen Geschwindigkeit manuell aus der Lagereinrichtung heraus, so wirkt sich der Antrieb nicht bremsend auf das Herausziehen aus. Es kann daher dann mit geringer Kraft das Elektrokabel manuell aus der Lagereinrichtung herausgezogen werden. Eine zulässige Geschwindigkeit für das Herausziehen kann durch die Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle, die durch den Antrieb mittelbar oder unmittelbar angetrieben werden kann, eingestellt werden. Mit zunehmender Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle nimmt die Geschwindigkeit zu, mit der das Elektrokabel ohne ein Bremsen durch den Antrieb aus der Lagereinrichtung herausgezogen werden kann.In one embodiment of the invention, the clutch is a pinch roller freewheel clutch that can be coupled or decoupled by the drive. Alternatively, a pawl clutch can be provided, that is, a clutch with at least one pawl, which couples or decouples a drive shaft with an output shaft depending on the direction of rotation. This embodiment, which comprises a clamping roller freewheel coupling or a pawl coupling, is designed in particular such that the electric cable is manually pulled out of the bearing device. A drive is thus unable to cause the moving out of the electric cable from the storage device out or to transmit a correspondingly directed force to the electric cable. In this embodiment, the coupling is decoupled by rotating a drive-drivable shaft in the extension direction, that is opposite to the direction required for moving the electric cable into the bearing device. During extraction, a user of the electric cable thus experiences no resistance by the drive and the bearing device rotates freely, as long as a user does not pull the electric cable out of the bearing device with such a high speed that the output overtakes the drive. When a user pulls the electric wire out of the bearing device at an excessively high speed manually, the pinch roller clutches clutch and the drive brakes the pulling out of the electric cable from the bearing device. Thus, this embodiment protects against a user pulling an electric cable out of the bearing device at an excessively high speed, which could result in damage. If a user pulls the electric cable out of the bearing device manually at an intended, not excessively high speed, the drive does not have a braking effect on the withdrawal. It can therefore be pulled out with little force, the electric cable manually from the storage facility. An allowable pull-out speed can be set by the rotational speed of the drive shaft, which can be directly or indirectly driven by the drive. As the speed of rotation of the drive shaft increases, the speed at which the electrical cable can be pulled out of the bearing without braking by the drive increases.
Insbesondere diese Ausführungsform mit der Klemmrollenfreilaufkupplung oder der Sperrklinkenkupplung umfasst eine manuell zu betätigende Bewegungseinrichtung, insbesondere eine Kurbel für ein manuelles Bewegen des Elektrokabels in seine gelagerte Position. So kann beispielsweise eine Trommel mithilfe der Kurbel so gedreht werden, dass das Elektrokabel auf der Trommel aufgewickelt wird. Durch die Klemmrollenfreilaufkupplung oder die Sperrklinkenkupplung wird dann bewirkt, dass die Kupplung vollständig entkuppelt und folglich kein Drehmoment von der Abtriebswelle auf die Antriebswelle übertragen werden kann. Die Welle eines Elektromotors wird aufgrund dieser Entkupplung dann nicht mit gedreht, was den Kraftaufwand für ein manuelles Aufwickeln besonders gering hält.In particular, this embodiment with the Klemmrollenfreilaufkupplung or the pawl clutch comprises a manually operated moving means, in particular a crank for a manual movement of the electric cable in its stored position. For example, a drum can be rotated using the crank so that the electrical cable is wound on the drum. The pinch roller freewheel clutch or the pawl clutch then causes the clutch to be completely decoupled and consequently no torque can be transferred from the output shaft to the drive shaft. The shaft of an electric motor is then not rotated due to this decoupling, which keeps the effort required for a manual winding particularly low.
Um einen Schalter bei übermäßig hohen Zugspannungen, die auf das Elektrokabel ausgeübt werden, betätigen zu können, gibt es in einer Ausführungsform eine Kabelführung für die Führung des Elektrokabels während eines Transports zwischen einer gelagerten Position und einer ausgezogenen Position des Elektrokabels. Durch die Kabelführung wird das Elektrokabel geführt, wenn es aus seiner gelagerten Position herausgezogen und so in seine ausgezogene Position gebracht wird oder aber umgekehrt. In order to operate a switch at excessively high tensile stresses exerted on the electrical cable, in one embodiment there is a cable guide for guiding the electrical cable during transport between a stored position and an extended position of the electrical cable. Through the cable guide, the electric cable is guided when it comes out of his withdrawn stored position and so brought into its extended position or vice versa.
Eine Kabelführung im Sinne der vorliegenden Erfindung führt das Elektrokabel während seines Transports. Das Elektrokabel liegt während seines Transports an der Kabelführung an und wird mittels der Kabelführung geführt. Die Kabelführung befindet sich insbesondere benachbart zu dem Bereich, aus dem das Elektrokabel aus der Lagereinrichtung herausgeführt werden kann. Umfasst die Lagereinrichtung beispielsweise einen Innenraum, in dem das Elektrokabel gelagert werden kann, so ist die Kabelführung bevorzugt benachbart zu der Öffnung des Innenraums angeordnet, aus der das Elektrokabel aus dem Innenraum für ein Herausziehen herausgeführt wird.A cable guide in the sense of the present invention leads the electric cable during its transport. The electric cable rests against the cable guide during its transport and is guided by means of the cable guide. The cable guide is in particular adjacent to the area from which the electrical cable can be led out of the storage facility. If the storage device comprises, for example, an interior in which the electric cable can be stored, then the cable guide is preferably arranged adjacent to the opening of the interior, from which the electric cable is brought out of the interior for pulling out.
Die Kabelführung ist schwenkbar gelagert. Eine Änderung der Zugspannung, die auf das Elektrokabel ausgeübt wird, vermag die Kabelführung zu verschenken. Tritt eine übermäßig hohe Zugspannung auf, so wird die Kabelführung dadurch derart verschwenkt, dass der genannte Schalter betätigt wird. Die Kabelführung ist also Teil einer Detektoreinrichtung, die eine Kabelzugkraft zu detektieren vermag.The cable guide is pivotally mounted. A change in the tension applied to the electric cable can give away the cable guide. If an excessively high tensile stress occurs, the cable guide is thereby pivoted in such a way that the said switch is actuated. The cable guide is thus part of a detector device which is able to detect a cable pulling force.
Die Kabelführung verläuft bevorzugt derart gebogen, dass ein Abschnitt des Elektrokabels, der an der Kabelführung anliegt, einen Mindestbiegeradius oberhalb des sechsfachen, vorzugsweise oberhalb des siebenfachen, besonders bevorzugt oberhalb des 10fachen Durchmessers des Elektrokabels aufweist. Hierdurch werden Beschädigungen des Elektrokabels vermieden und zwar insbesondere Beschädigungen, die aufgrund eines zu geringen Radius während des Transports des Elektrokabels auftreten können.The cable guide preferably runs bent in such a way that a section of the electrical cable which rests against the cable guide has a minimum bending radius above six times, preferably above seven times, particularly preferably above ten times the diameter of the electric cable. As a result, damage to the electrical cable can be avoided and in particular damage that may occur due to a too small radius during transport of the electric cable.
In einer Ausgestaltung vermag die Detektoreinrichtung zu erkennen, wenn eine vorgegebene minimale Kabelzugkraft unterschritten wird. Eine solche vorgegebene minimale Kabelzugkraft wird insbesondere zumindest dann unterschritten, wenn das Elektrokabel nicht an der Kabelführung anliegt und damit beispielsweise die Kabelführung bis zu einem entsprechenden Anschlag verschwenkt wird. Die Steuerung, die insbesondere in Form einer elektrischen und/oder elektronischen Steuereinrichtung vorliegt, bewirkt dann vorzugsweise, dass das Elektrokabel eingezogen wird, also in Richtung seiner gelagerten Position bewegt bzw. transportiert wird, oder aber ein Transport in Auszugsrichtung verlangsamt oder gestoppt wird, wenn das Elektrokabel herausgezogen werden soll bzw. wird. Ein Einziehen kann beispielsweise durch ein Aufwickeln auf einer Kabeltrommel geschehen. Wird eine solche Kabeltrommel durch einen elektrischen Antrieb in Abwicklungsrichtung bzw. Abrollrichtung gedreht, um ein Elektrokabel herausziehen zu können, so wird die Drehgeschwindigkeit vorzugsweise verlangsamt oder gestoppt, wenn eine minimale Auszugskraft unterschritten wird. Wird auf diese Weise die minimale Kabelzugkraft wieder erreicht, so wird der weitere Transport in Einzugsrichtung, also in Richtung gelagerte Position in einer Ausführungsform der Erfindung durch die Steuerung gestoppt bzw. in Auszugsrichtung fortgesetzt, wenn das herausgezogene Elektrokabel gelagert werden soll, oder beschleunigt, wenn das Elektrokabel herausgezogen werden soll. Beispielsweise ein Durchhängen des Elektrokabels, welches Störungen verursachen könnte, wird so vermieden.In one embodiment, the detector device can detect when a predetermined minimum cable pull force is exceeded. Such a predetermined minimum cable tensile force is at least then at least then fallen below when the electric cable is not applied to the cable guide and thus, for example, the cable guide is pivoted to a corresponding stop. The control, which is present in particular in the form of an electrical and / or electronic control device, then preferably causes the electric cable is retracted, that is moved or transported in the direction of its stored position, or a transport in the extension direction is slowed down or stopped when The electric cable should be pulled out or will. A retraction can be done for example by winding on a cable drum. If such a cable drum is rotated by an electric drive in the unwinding or unwinding direction in order to be able to pull out an electric cable, the rotational speed is preferably slowed down or stopped when a minimum pull-out force is undershot. If in this way the minimum cable pulling force is reached again, the further transport in the feed direction, ie in the direction of the stored position in one embodiment of the invention is stopped by the control or continued in the extension direction when the drawn out electric cable is to be stored, or accelerated if the electric cable should be pulled out. For example, a sagging of the electric cable, which could cause interference, is thus avoided.
In einer Ausgestaltung der Erfindung wird ein weiterer, durch den Antrieb bewirkter oder unterstützter Transport des Elektrokabels in Auszugsrichtung für ein Herausziehen durch die Steuerung zunächst beschleunigt, sobald eine vorgegebene Kabelzugkraft erreicht wird. Der Komfort wird so weiter erhöht. Erst ab Erreichen einer maximalen Auszugsgeschwindigkeit macht sich bei dieser Ausführungsform die Rutschkupplung bemerkbar und entkoppelt den Antrieb vom Elektrokabel. In one embodiment of the invention, another, effected by the drive or supported transport of the electric cable in the extension direction for pulling out by the controller is initially accelerated as soon as a predetermined cable pull force is reached. The comfort is increased so on. Only after reaching a maximum pull-out speed makes the slip clutch noticeable in this embodiment and decouples the drive from the electric cable.
In einer Ausführungsform ist ein Schalter vorgesehen, mit dem das Einziehen des Elektrokabels eingeschaltet werden kann. Mithilfe des Schalters kann dann insbesondere ein Signal detektiert werden, welches durch vorzugsweise ruckartiges, ein oder mehrmaliges Ziehen an dem Elektrokabel erzeugt wird. Wird also beispielsweise in einer Ausführungsform zweimal kurz hintereinander ruckartig am Elektrokabel gezogen, so stellt dies das Signal dafür da, dass das Elektrokabel eingezogen werden soll. Der Antrieb wird so aktiviert und das Elektrokabel in die Lagereinrichtung hinein bewegt. Auf besonders komfortable Weise kann so das Einziehen des Elektrokabels in Gang gesetzt werden. In one embodiment, a switch is provided with which the retraction of the electric cable can be switched on. By means of the switch, it is then possible in particular to detect a signal which is generated by preferably jerky, one or more pulls on the electric cable. Thus, for example, if, in one embodiment, jerks are pulled jerkily on the electric cable twice in quick succession, this provides the signal that the electric cable should be pulled in. The drive is activated and the electric cable is moved into the storage facility. In a particularly comfortable way so the pulling of the electric cable can be set in motion.
Die Erfindung umfasst, dass eine Trommel einer Kabeltrommel in Aufrollrichtung schneller oder langsamer zu drehen vermag als die Welle eines Elektromotors, was durch ein Getriebe bewirkt werden kann. Ein elektrischer Antrieb kann gestoppt werden durch ein automatisiert betätigtes Schaltersignal, eine Überstromerkennung, ein manuelles Signal und/ oder durch einen vorgegebenen Zeitablauf. Durch ein manuelles Signal wird ein Antrieb grundsätzlich eingeschaltet. Besonders bevorzugt ist es für ein Herausbewegen des Elektrokabels aus der Lagereinrichtung erforderlich, kontinuierlich am Elektrokabel zu ziehen, also kontinuierlich eine Zugkraft definierter Größe in das Elektrokabel einzuleiten, damit der Antrieb das Herausbewegen unterstützt.The invention includes that a drum of a cable drum in the winding direction is able to rotate faster or slower than the shaft of an electric motor, which can be effected by a transmission. An electric drive can be stopped by an automatically actuated switch signal, an overcurrent detection, a manual signal and / or by a predetermined timing. A drive is always switched on by a manual signal. It is particularly preferred for a move out of the electrical cable from the storage device required to continuously pull on the electric cable, so continuously introduce a tensile force of a defined size in the electric cable, so that the drive supports the moving out.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von Figuren nebst Beschreibung nachfolgend näher erläutert.Embodiments of the invention will be explained in more detail below with reference to figures and description.
Es zeigen Show it
Die in der
Die Kabeltrommel umfasst ferner eine seitliche Abdeckung
Der äußere Durchmesser des Zahnrads
Die in der
Die Achse
Der Endbereich der Kabelführung
Der Endbereich der Kabelführung
Der Schalthebel
In der
In dem Gehäuse
Sämtliche vorgenannten Komponenten der Lagereinrichtung
Anhand der
Wird die innere Welle
Zwischen der inneren Welle
Statt die innere Welle
Die
Der Elektromotor
In der
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Lagereinrichtung Storage facility
- 22
- Grundplatte baseplate
- 33
- Zahnrad gear
- 44
- Abdeckung für einen Innenbereich Cover for an interior
- 55
- Elektrokabel electric cable
- 66
- äußere umlaufende Abdeckung für Wickelraum outer circumferential cover for changing room
- 77
- seitliche Abdeckung der Kabeltrommel lateral cover of the cable drum
- 88th
- Elektromotor electric motor
- 99
- Kabelführung cable management
- 1010
- Rolle role
- 1111
- Achse u. a. für schwenkbare Lagerung der Kabelführung Axis u. a. for swiveling mounting of the cable guide
- 1212
- Achse für drehbare Lagerung einer Rolle Axle for rotatable bearing of a roll
- 1313
- seitliche Wandung der Kabelführung lateral wall of the cable guide
- 1414
- Langloch für Anschlag Slot for stop
- 1515
- Schalthebel selector
- 1616
- Bolzen des Schalthebels Bolt of the shift lever
- 1717
- Gehäuse insbesondere für Feder Housing especially for spring
- 1818
- Gehäuse für Kupplung Housing for clutch
- 1919
- Mikroschalter / Tastschaltelement Microswitch / Tastschaltelement
- 2020
- Gehäuse casing
- 2121
- Achse für Schalthebel Axle for shifter
- 2222
- Langloch für eine Aufnahme des Schalthebel-Bolzens Slot for a recording of the shift lever bolt
- 23 23
- Innenwand, Trennwand zwischen Wickelraum und Ausgleichsraum Inner wall, partition between changing room and compensation room
- 2424
- umlaufende äußere Abdeckung für Ausgleichsraum circumferential outer cover for compensation chamber
- 200 200
- KlemmrollenfreilaufkupplungPinch roller one-way clutch
- 201201
- innere Welle inner wave
- 202202
- äußere Welle outer shaft
- 203203
- Freiraum free space
- 204204
- Rolle role
- 205205
- Ausbuchtung bulge
- 206206
- Wand wall
- 207207
- Wand wall
- 208208
- Rollenkäfig roller cage
- 300300
- Schlingfederkupplung wrap spring
- 301301
- innere Welle inner wave
- 302302
- äußere Welle outer shaft
- 303303
- Schraubenfeder coil spring
- 400400
- Rutschkupplung slip clutch
- 401401
- innere Welle inner wave
- 402 402
- äußere Welleouter shaft
- 403 403
- Schraubenfedercoil spring
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102010061892 [0002, 0009] DE 102010061892 [0002, 0009]
- US 01868409 A [0003] US 01868409 A [0003]
- DE 102010040786 [0004, 0009] DE 102010040786 [0004, 0009]
- EP 1816368 A1 [0012] EP 1816368 A1 [0012]
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WO2013017114A3 (en) | 2013-05-23 |
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