AT521837B1 - Charging unit for charging a vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Ladeeinheit zum Laden eines Fahrzeugs, wobei die Ladeeinheit eine Einführeinrichtung (1) mit zumindest einem schwenkbaren Einführtrichter (3) und einem darin angeordneten ersten Kontakt (7) zum elektrischen Verbinden mit zumindest einem weiteren Kontakt entlang einer Verbindungsachse (A) aufweist. Aufgabe der Erfindung ist, die beschriebenen Nachteile zu vermeiden und eine Ladeeinheit bereitzustellen, die ein vermindertes Risiko an Verkantungen beim Verbinden mit dem weiteren Kontakt aufweist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zumindest ein Führungselement im Bereich des ersten Kontakts angeordnet ist und das Führungselement zumindest entlang der Verbindungsachse gefedert ist.The invention relates to a charging unit for charging a vehicle, the charging unit having an insertion device (1) with at least one pivotable insertion funnel (3) and a first contact (7) arranged therein for electrical connection to at least one further contact along a connection axis (A) . The object of the invention is to avoid the disadvantages described and to provide a loading unit which has a reduced risk of canting when connecting to the further contact. This object is achieved according to the invention in that at least one guide element is arranged in the area of the first contact and the guide element is spring-loaded at least along the connection axis.
Description
[0001] Die Erfindung betrifft eine Ladeeinheit zum Laden eines Fahrzeugs, wobei die Ladeeinheit eine Einführeinrichtung mit zumindest einem schwenkbaren Einführtrichter und einem darin angeordneten ersten Kontakt zum elektrischen Verbinden mit zumindest einem weiteren Kontakt entlang einer Verbindungsachse aufweist, wobei zumindest ein Führungselement im Bereich des ersten Kontakts angeordnet ist und dass das Führungselement zumindest entlang der Verbindungsachse gefedert beweglich ist. The invention relates to a charging unit for charging a vehicle, the charging unit having an insertion device with at least one pivotable insertion funnel and a first contact arranged therein for electrical connection with at least one other contact along a connection axis, with at least one guide element in the area of the first Contact is arranged and that the guide element is resiliently movable at least along the connection axis.
[0002] Solche Ladeeinheiten können in jenem Fahrzeug verbaut werden, welches geladen werden soll oder an einer Ladestation wie einer Ladesäule angeordnet sein. Eine Ladestation im ersteren Fall oder das zu ladende Fahrzeug im zweiteren Fall kann sich dabei zum Laden mit der Ladeeinheit verbinden. So kann eine Verbindung zwischen einer Ladestation, welche Strom bereitstellt und dem Fahrzeug, das den Strom speichert, hergestellt werden. Such charging units can be installed in the vehicle that is to be charged or be arranged at a charging station such as a charging station. A charging station in the first case or the vehicle to be charged in the second case can connect to the charging unit for charging. In this way, a connection can be established between a charging station that provides electricity and the vehicle that stores the electricity.
[0003] Solche Ladeeinheiten sind dem entsprechend für elektrisch betriebene Autos wie reine Elektrofahrzeuge oder auch Fahrzeuge mit mehr als einer Betreibungsart wie Hybridfahrzeuge besonders wichtig, da diese Fahrzeuge regelmäßig größere Mengen an Energie in Form von Strom aufnehmen müssen. Dazu werden die Fahrzeuge in der Regel zuerst in die Nähe der Ladestation geführt und passend zur Ladestation positioniert, damit danach ein weiterer Kontakt mit dem ersten Kontakt verbinden kann. Diese Verbindung erfolgt vorzugsweise automatisch oder halbautomatisch, sodass der Fahrer nicht mehr aussteigen oder sich um die Verbindung kümmern muss. Such charging units are particularly important for electrically powered cars such as pure electric vehicles or vehicles with more than one type of operation such as hybrid vehicles, since these vehicles regularly have to consume larger amounts of energy in the form of electricity. For this purpose, the vehicles are usually first brought near the charging station and positioned to match the charging station so that another contact can then connect to the first contact. This connection is preferably made automatically or semi-automatically, so that the driver no longer has to get out or worry about the connection.
[0004] Die Einführeinrichtung dient dazu, einen weiteren Kontakt zumindest teilweise aufzunehmen, damit dieser mit dem ersten Kontakt verbinden kann. Der weitere Kontakt kann beispielsweise an einem Ladekabel oder an einem ähnlichen UÜbertragungsmedium angeordnet sein. The insertion device is used to at least partially accommodate a further contact so that it can connect to the first contact. The further contact can be arranged, for example, on a charging cable or on a similar transmission medium.
[0005] In der US 2011/300738 A1 und der US 5,462,439 A1 sind Ladeeinheiten beschrieben, welche Ladetrichter aufweisen, um automatisch bewegliche weitere Kontakte in der Ladeeinheit zu zentrieren, falls das Fahrzeug leicht versetzt zur Ladestation angeordnet wird. Dies ermöglicht eine Erweiterung des Abstellbereiches des Fahrzeugs in dem ein Verbinden noch möglich ist. Jedoch ist dieser Bereich trotzdem noch sehr klein und es kann zu einem Verkanten des zweiten Kontaktes mit dem Ladetrichter kommen, womit ein vollständiges Verbinden nicht möglich ist. Dies ist sehr unangenehm, da dies nur durch weitere Verbindungsversuche oder sogar dem Verschieben des Fahrzeugs verbunden ist, was die Verbindungsprozess langwierig und für den Benutzer des Fahrzeugs umständlich macht. [0005] US 2011/300738 A1 and US 5,462,439 A1 describe loading units which have loading funnels in order to automatically center other movable contacts in the loading unit if the vehicle is arranged slightly offset from the charging station. This enables an expansion of the parking area of the vehicle in which connection is still possible. However, this area is still very small and the second contact with the loading funnel can tilt, which means that a complete connection is not possible. This is very inconvenient as this is only linked by further connection attempts or even moving the vehicle, which makes the connection process lengthy and cumbersome for the user of the vehicle.
[0006] In der DE 10 2001 082 092 A1 und der US 5,462,439 A1 ist ein Ladesystem mit einer Ladeeinheit beschrieben, welches einen schwenkbaren Einführtrichter aufweist. Damit kann der Einführtrichter bei Annäherung des weiteren Kontaktes in dessen Richtung schwenken, um so die Verbindung mit dem ersten Kontakt zu erleichtern und den Wirkungsbereich des Einführtrichters zu erweitern. Dabei kann es aber nach wie vor zu einer Verkantung oder Verklemmung des weiteren Kontakts oder eines damit verbundenen Teils mit dem der Ladeeinheit kommen, was die Verbindung verhindert. Da so die Verbindung bei Verwendung herkömmlicher, standardisierter Kontakte sehr fehleranfällig ist, müssen speziell geformte Kontakte vorgesehen werden, um ein besseres Verbinden zu ermöglichen. Dies ist aber wenig vorteilhaft, da die Herstellung so verteuert und verkompliziert wird, und es zu Kompatibilitätsproblemen bei Fahrzeugen mit weit verbreiteten, standardisierten Steckverbindungstypen kommt. In DE 10 2001 082 092 A1 and US 5,462,439 A1, a loading system with a loading unit is described which has a pivotable insertion funnel. In this way, the insertion funnel can pivot in the direction of the further contact when it approaches, in order to facilitate the connection with the first contact and to expand the effective range of the insertion funnel. In this case, however, the further contact or a part connected to it can still be tilted or jammed with that of the loading unit, which prevents the connection. Since the connection is very error-prone when using conventional, standardized contacts, specially shaped contacts must be provided in order to enable a better connection. However, this is not very advantageous, since the production becomes so expensive and complicated, and there are compatibility problems in vehicles with widespread, standardized connector types.
[0007] Die WO 2013/055275 A1 offenbart einen Einführtrichter, in dem ein gefedertes Führungselement angeordnet ist. Dabei sind erste Kontakte ringförmig um das Führungselement angeordnet. Das Führungselement erleichtert die Ausrichtung des in den Einführtrichter eingeführten weiteren Kontaktes. Damit ausreichend viel Energie übertragen werden kann, müssen die ringförmigen Kontakte so ausgeführt und aufeinander abgestimmt sein, dass sie großflächig aufeinander liegen. Wenn der weitere Kontakt nicht schon exakt ausgerichtet ist, wenn er eingeführt wird, so kommt es daher trotz des Führungselements zu einer mechanischen Belastung des ersten und [0007] WO 2013/055275 A1 discloses an insertion funnel in which a spring-loaded guide element is arranged. First contacts are arranged in a ring around the guide element. The guide element facilitates the alignment of the further contact introduced into the insertion funnel. So that a sufficient amount of energy can be transmitted, the ring-shaped contacts must be designed and coordinated so that they lie on top of one another over a large area. If the further contact is not already precisely aligned when it is inserted, then, despite the guide element, there is a mechanical load on the first and
zweiten Kontaktes. Während des Einführens reiben die Kontakte aneinander, was zu einem erhöhten Verschleiß führt. Dies führt bei öfterem Ein- und Ausstecken zu einer schlechteren Verbindung und einem erhöhten Widerstand der Verbindung. second contact. During the insertion, the contacts rub against one another, which leads to increased wear. This leads to a poor connection and increased resistance of the connection if the device is plugged in and unplugged frequently.
[0008] Aufgabe der Erfindung ist damit, die beschriebenen Nachteile zu vermeiden und eine Ladeeinheit bereitzustellen, die eine erhöhte Lebensdauer aufweist. The object of the invention is thus to avoid the disadvantages described and to provide a charging unit which has an increased service life.
[0009] Dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Führungselement im Wesentlichen um den ersten Kontakt herum angeordnet ist. [0009] This object is achieved according to the invention in that the guide element is arranged essentially around the first contact.
[0010] Durch das gefederte Führungselement wird der weitere Kontakt in Bezug zum ersten Kontakt weiter zentriert und derart ausgerichtet, sodass diese direkt gegenüber stehen und sich einfach miteinander verbinden können. Insbesondere bei Steckverbindungen ist dies vorteilhaft, da so das Ineinandergleiten erleichtert wird. Dabei kann das Führungselement unterschiedlichste Formen aufweisen. By the spring-loaded guide element, the further contact is centered in relation to the first contact and aligned in such a way that they are directly opposite and can easily connect to each other. This is particularly advantageous in the case of plug connections, since it makes it easier to slide into one another. The guide element can have a wide variety of shapes.
[0011] Die Verbindungsachse wird durch den ersten Kontakt definiert und ist jene Achse, entlang derer der erste Kontakt und der sich damit verbindende weitere Kontakt zueinanderbewegt werden müssen, um eine optimale elektrische Verbindung der Kontakte bei möglichst geringem Verkantungs- oder Verklemmungsrisiko herstellen zu können. Bei einer Steckverbindung wird diese Verbindungsachse meist durch die Richtung der Stifte, bzw. Öffnungen in denen die Stifte eingeführt werden, vorgegeben. Bei einer Verbindung ohne elektrisch leitende Kontakt, beispielsweise bei einer induktiven Übertragung wird bei Ausrichtung des weiteren Kontakts zum ersten Kontakt entlang der Verbindungsachse die optimale induktive Kopplung erreicht. In der Regel weist diese Verbindungsachse gerade aus dem Einführtrichter hinaus, da der erste Kontakt mittig im Zentrum des Einführtrichters, also an deren verengten Stelle angeordnet ist. The connection axis is defined by the first contact and is that axis along which the first contact and the further contact connecting it must be moved towards each other in order to be able to establish an optimal electrical connection of the contacts with the lowest possible risk of tilting or jamming. In the case of a plug connection, this connection axis is usually specified by the direction of the pins or openings into which the pins are inserted. In the case of a connection without an electrically conductive contact, for example in the case of inductive transmission, the optimal inductive coupling is achieved when the further contact is aligned with the first contact along the connection axis. As a rule, this connecting axis points straight out of the insertion funnel, since the first contact is arranged in the center of the insertion funnel, that is to say at its narrowed point.
[0012] Der Einführtrichter muss sich nicht gleichmäßig verjüngen, sondern kann in verschiedene Richtungen unterschiedliche Steigungen, Verläufe oder Plateaus aufweisen. Er kann über eine Achse schwenkbar sein oder auch eine kardanische Lagerung aufweisen und damit in mehrere Richtungen schwenkbar sein. [0012] The insertion funnel does not have to taper uniformly, but can have different slopes, gradients or plateaus in different directions. It can be pivotable about an axis or also have a cardan bearing and can thus be pivoted in several directions.
[0013] Mit im Bereich des ersten Kontaktes ist dabei gemeint, dass das Führungselement eine räumliche Nähe zum ersten Kontakt aufweist, wobei es nicht direkt an diesen grenzen muss. Das Führungselement kann beispielsweise als Teil des Einführtrichters ausgeführt sein oder als Teil des ersten Kontaktes. Es kann über die Verbindungsachse hinaus entlang weiterer Achsen beweglich und/oder gefedert sein. In the area of the first contact it is meant that the guide element has a spatial proximity to the first contact, whereby it does not have to be directly adjacent to this. The guide element can, for example, be designed as part of the insertion funnel or as part of the first contact. It can be movable and / or sprung along other axes beyond the connecting axis.
[0014] Vorteilhaft ist, wenn der erste Kontakt mit dem Führungselement verbunden ist. Dabei ist besonders vorteilhaft, wenn der erste Kontakt mit dem Führungselement unbeweglich verbunden ist. Das Führungselement und der erste Kontakt können dabei einstückig ausgeführt sein. Damit ist der erste Kontakt ebenso gefedert gelagert und kann bei Belastung durch den weiteren Kontakt - vorzugsweise in einem begrenzten Raum - bewegt werden. Dies vereinfacht den Aufbau und verbessert das Verbinden der Kontakte miteinander. Insbesondere bei einer Steckverbindung kann bei Annähern des weiteren Kontaktes der erste Kontakt zuerst ein wenig von diesem weggedrückt und tiefer in den Einführtrichter bewegt werden, falls noch nicht die optimale relative Position zueinander gefunden ist. Dies begünstigt das Zentrieren und Einstellen der Kontakte zueinander. Stehen sich die Kontakte derart gegenüber, dass eine Verbindung gut möglich ist, so können diese, falls durch die Art der Kontakte vorgesehen, zumindest teilweise ineinandergleiten und damit die Verbindung herstellen. Dabei kann es zu einer Zurückbewegung des ersten Kontaktes kommen. It is advantageous if the first contact is connected to the guide element. It is particularly advantageous if the first contact is immovably connected to the guide element. The guide element and the first contact can be made in one piece. The first contact is thus also spring-loaded and can be moved, preferably in a limited space, when the additional contact is loaded. This simplifies the structure and improves the connection of the contacts to one another. In the case of a plug connection in particular, when the further contact is approaching, the first contact can first be pushed a little away from it and moved deeper into the insertion funnel, if the optimal relative position to one another has not yet been found. This favors the centering and adjustment of the contacts to one another. If the contacts are opposite one another in such a way that a connection is easily possible, they can, if provided by the type of contacts, at least partially slide into one another and thus establish the connection. This can lead to a backward movement of the first contact.
[0015] Wenn der erste Kontakt über zumindest eine Feder des Führungselements mit dem Einführtrichter verbunden ist, so kann damit der Aufbau weiter vereinfacht werden. Dabei können mehrere Federn vorgesehen werden, welche beispielsweise im Wesentlichen gleichmäßig um den Umfang des Führungselements angeordnet sind, um eine gute Federung zu ermöglichen. If the first contact is connected to the insertion funnel via at least one spring of the guide element, the structure can thus be further simplified. A plurality of springs can be provided, which for example are arranged essentially uniformly around the circumference of the guide element in order to enable good suspension.
[0016] Um eine verbesserte Führung des weiteren Kontaktes zu ermöglichen, kann das Führungselement in Bezug zur Verbindungsachse schwenkbar sein. Das Führungselement kann um In order to enable improved guidance of the further contact, the guide element can be pivotable in relation to the connection axis. The guide element can around
eine Achse quer zur Verbindungsachse schwenkbar sein oder auch um zwei Achsen. an axis can be pivoted transversely to the connection axis or about two axes.
[0017] Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass das Führungselement entlang der Verbindungsachse translatorisch geführt ist. Damit ist gemeint, dass das Führungselement entlang der Verbindungsachse bewegbar ist, es aber nicht im Bezug zu dieser Achse schwenkbar ist. Dies kann insbesondere beim Ausrichten des weiteren Kontaktes in Bezug zum ersten Kontakt vorteilhaft sein. Insbesondere bei einer Steckverbindung kann so das Angleichen der Achsen der weiblichen und männlichen Kontakte zueinander erreicht werden. Alternatively, it can also be provided that the guide element is guided in translation along the connecting axis. This means that the guide element can be moved along the connecting axis, but it cannot be pivoted with respect to this axis. This can be advantageous in particular when aligning the further contact in relation to the first contact. In particular with a plug connection, the axes of the female and male contacts can be matched to one another.
[0018] Um eine unkontrollierte Bewegung aus dem Einführtrichter heraus zu verhindern, kann vorgesehen sein, dass das Führungselement zumindest eine Schulter aufweist, und die Schulter die Bewegung des Führungselements in Richtung einer Einführausnehmung des Trichters begrenzt. Die Schulter kann an einer korrespondieren Schulter des Einführtrichters in einer maximal ausgefahrenen Stellung anliegen. In order to prevent uncontrolled movement out of the insertion funnel, it can be provided that the guide element has at least one shoulder, and the shoulder limits the movement of the guide element in the direction of an insertion recess of the funnel. The shoulder can rest on a corresponding shoulder of the insertion funnel in a maximally extended position.
[0019] Besonders vorteilhaft ist, wenn das Führungselement zumindest teilweise zwischen erstem Kontakt und Einführtrichter angeordnet ist. Damit kann das Angleichen der Achsen der Kontakte zueinander besonders effektiv gestaltet werden. It is particularly advantageous if the guide element is arranged at least partially between the first contact and the insertion funnel. The alignment of the axes of the contacts to one another can thus be designed particularly effectively.
[0020] Besonders vorteilhaft ist, dass das Führungselement im Wesentlichen um den ersten Kontakt herum angeordnet ist. Dabei kann das Führungselement auch nicht mit dem ersten Kontakt verbunden sein. Es können auch mehrere Führungselemente vorgesehen sein, welche um den ersten Kontakt herum angeordnet sind. It is particularly advantageous that the guide element is arranged essentially around the first contact. The guide element can also not be connected to the first contact. Several guide elements can also be provided, which are arranged around the first contact.
[0021] Um die Führung des weiteren Kontakts weiter zu verbessern kann das Führungselement in eine Einführausnehmung des Einführtrichters in einer entspannten Stellung hineinragen. Unter Einführausnehmung wird dabei jener Teil des Einführtrichters verstanden, der sich zumindest großteils verjüngt und damit hauptsächlich die Funktion der Leitung und Führung des weiteren Kontakts übernimmt. Ragt das Führungselement in diesen Bereich hinein, so kann die Achse des weiteren Kontakts unterstützt werden, während dessen Positionierung durch die Einführausnehmung verbessert wird. In order to further improve the guidance of the further contact, the guide element can protrude into an insertion recess of the insertion funnel in a relaxed position. In this case, the insertion recess is understood to mean that part of the insertion funnel which tapers at least for the most part and thus mainly takes on the function of conducting and guiding the further contact. If the guide element protrudes into this area, the axis of the further contact can be supported, while its positioning is improved by the insertion recess.
[0022] Zur besseren Führung des weiteren Kontakts kann auch vorgesehen sein, dass das Führungselement zumindest eine Leitfläche aufweist, die zumindest abschnittsweise in Richtung des ersten Kontakts geneigt ist. For better guidance of the further contact it can also be provided that the guide element has at least one guide surface which is inclined at least in sections in the direction of the first contact.
[0023] Um eine stabile und einfache Ausführung zu gewährleisten, kann das Führungselement über zumindest eine Feder mit dem Einführtrichter verbunden sein. In order to ensure a stable and simple design, the guide element can be connected to the insertion funnel via at least one spring.
[0024] Es kann auch vorgesehen sein, dass der erste Kontakt mit dem Einführtrichter starr verbunden ist. [0024] It can also be provided that the first contact is rigidly connected to the insertion funnel.
[0025] Zum Schutz vor Verschmutzung kann vorgesehen sein, dass die Einführeinrichtung zumindest eine bewegliche Klappe zur Abdeckung zumindest des ersten Kontakts aufweist. To protect against soiling, it can be provided that the insertion device has at least one movable flap for covering at least the first contact.
[0026] Besonders vorteilhaft sind Ladevorrichtungen, die eine Ladeeinheit nach der beschriebenen Art aufweisen und eine solche Ladevorrichtung zumindest einen beweglichen Arm mit einem zweiten Kontakt zum elektrischen Verbinden mit dem ersten Kontakt aufweist. Dieser zweite Kontakt kann als weiterer Kontakt mit dem ersten Kontakt verbinden und so eine Verbindung zwischen einem Fahrzeug und einer Ladestation aufbauen. Dabei kann die Ladeeinrichtung vorzugsweise an der Ladestation, wie einer Ladesäule angeordnet sein, während der Arm vorzugsweise an dem Fahrzeug angeordnet ist. Auch umgekehrte Anordnungen sind möglich. Particularly advantageous are charging devices that have a charging unit of the type described and such a charging device has at least one movable arm with a second contact for electrical connection to the first contact. This second contact can connect to the first contact as a further contact and thus establish a connection between a vehicle and a charging station. The charging device can preferably be arranged on the charging station, such as a charging column, while the arm is preferably arranged on the vehicle. Reverse arrangements are also possible.
[0027] Weiters ist vorteilhaft, wenn der erste Kontakt als Buchse und der zweite Kontakt als Stecker ausgeführt ist. Damit kann einfach eine Steckverbindung hergestellt werden, was eine stabile und einfache Verbindung darstellt, über die große Mengen an Energie in kurzer Zeit übertragen werden können. Alternativ kann auch der erste Kontakt als Stecker und der zweite Kontakt als Buchse ausgeführt werden. Dabei wird unter Buchse der äußere Kontakt einer Steckverbindung verstanden, in den der Stecker eingeführt wird. It is also advantageous if the first contact is designed as a socket and the second contact as a plug. A plug connection can thus be easily established, which represents a stable and simple connection via which large amounts of energy can be transmitted in a short time. Alternatively, the first contact can be designed as a plug and the second contact as a socket. The term socket is understood to mean the outer contact of a plug connection into which the plug is inserted.
[0028] Um eine möglichst gefahrenlose Energieübertragung zu ermöglichen kann vorgesehen [0028] In order to enable the most risk-free energy transfer possible, provision can be made
sein, dass der erste Kontakt und der zweite Kontakt dazu ausgebildet sind, kontaktlos Energie zu übertragen, vorzugsweise über eine induktive Kopplung. be that the first contact and the second contact are designed to transfer energy contactless, preferably via an inductive coupling.
[0029] Alternativ können auch der erste Kontakt und der zweite Kontakt elektrische Kontaktflächen zur Verbindung miteinander aufweisen. Damit wird eine besonders hohe Energieübertragungsrate ermöglicht. Alternatively, the first contact and the second contact can also have electrical contact surfaces for connection to one another. This enables a particularly high energy transfer rate.
[0030] Um eine bessere Zentrierung des zweiten Kontaktes zu ermöglichen, kann der Arm vorzugsweise im Bereich des zweiten Kontakts einen Abschnitt aufweist, der biegsam ist. Damit wird das Einfahren des Arms in den Einführtrichter erleichtert. In order to enable better centering of the second contact, the arm can preferably have a section in the region of the second contact which is flexible. This makes it easier to retract the arm into the insertion funnel.
[0031] Um den Platzbedarf des Arms zu senken, kann der Arm zumindest teilweise als Schubkette ausgeführt sein. Dabei kann die Schubkette im spannungslosen Zustand aufgerollt werden kann, unter Spannung jedoch Schub- und Druckkräfte übertragen. In diesem Sinne ist es besonders vorteilhaft, wenn die Schubkette zumindest zwei miteinander verbundene Glieder aufweist, wobei ein erstes Glied zumindest eine im Wesentlichen quer zu einer Hauptachse der Schubkette angeordnete erste Verbindungsfläche und ein zweites Glied zumindest eine im Wesentlichen quer zur Hauptachse der Schubkette angeordnete zweite Verbindungsfläche aufweist, wobei die erste Verbindungsfläche und zweite Verbindungsfläche dazu ausgebildet sind, in einer linearen Stellung übereinander angeordnet zu werden und aufeinander aufzuliegen. In order to reduce the space required by the arm, the arm can at least partially be designed as a push chain. The push chain can be rolled up in the de-energized state, but it can transfer push and pressure forces under tension. In this sense, it is particularly advantageous if the push chain has at least two interconnected links, a first link having at least one first connecting surface arranged essentially transversely to a main axis of the push chain and a second link at least a second connecting surface arranged essentially transversely to the main axis of the push chain Having connecting surface, wherein the first connecting surface and second connecting surface are designed to be arranged in a linear position one above the other and to rest on one another.
[0032] Um das Positionieren des Fahrzeugs zur Ladestation zu vereinfachen, kann die Ladevorrichtung ein Positionierungssystem zum Ausrichten von Arm und Einführeinrichtung zueinander aufweisen, und das Positioniersystem zumindest einen Laser aufweisen. Die Laser können die Feinpositionierung des Fahrzeugs zur Ladestation, vorzugsweise automatisch oder halbautomatisch vereinfachen. Alternativ kann der Laser auch auf Seite des Arms angeordnet sein. In order to simplify the positioning of the vehicle to the charging station, the charging device can have a positioning system for aligning the arm and the insertion device to one another, and the positioning system can have at least one laser. The lasers can simplify the fine positioning of the vehicle to the charging station, preferably automatically or semi-automatically. Alternatively, the laser can also be arranged on the arm side.
[0033] Es kann vorgesehen sein, dass der zweite Kontakt einen pyramidenförmigen Körper aufweist, wobei die Spitze oder der Stumpf vorzugsweise vom Arm weg zeigt. Alternativ können auch standardisierte Verbindungstypen wie beispielsweise der Steckertyp ICE 62196 Typ 2 verwendet werden. Dem entsprechend kann der erste Stecker auch eine mit ihm korrespondierende Buchse aufweisen. It can be provided that the second contact has a pyramid-shaped body, the tip or the stump preferably pointing away from the arm. Alternatively, standardized connection types such as the ICE 62196 type 2 connector can also be used. Accordingly, the first plug can also have a socket corresponding to it.
[0034] Vorzugsweise ist der Arm entlang einer seiner Hauptachse beweglich. Besonders vorteilhaft ist, wenn der Arm motorisch zumindest entlang einer Hauptachse des Arms bewegbar ist. Damit kann der Arm motorisch ein- und ausgefahren werden, um so die Kontakte miteinander zu verbinden. The arm is preferably movable along one of its main axes. It is particularly advantageous if the arm can be moved by a motor at least along a main axis of the arm. This allows the arm to be retracted and extended using a motor, in order to connect the contacts with one another.
[0035] Um eine bessere Verbindung zu gewährleisten, kann vorgesehen sein, dass der Arm quer zu einer Hauptachse flexibel gelagert ist. So kann der Arm ausschwenken, wenn die Kontakte versetzt zueinander angeordnet sind. In order to ensure a better connection, it can be provided that the arm is flexibly mounted transversely to a main axis. This allows the arm to swing out when the contacts are offset from one another.
[0036] In der Folge wird die vorliegende Erfindung anhand einer in den Figuren dargestellten nicht einschränkenden Ausführungsvariante näher erläutert. Es zeigen: In the following, the present invention is explained in more detail with reference to a non-restrictive embodiment variant shown in the figures. Show it:
[0037] Figur 1 einen Teil einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Einführtrichters in einer schematischen perspektivischen Ansicht; FIG. 1 shows a part of an embodiment of an insertion funnel according to the invention in a schematic perspective view;
[0038] Figur 2 den Einführtrichter in einer schematischen perspektivischen Ansicht; [0039] Figur 3 einen Hinterteil der Ladeeinheit in einer schematischen perspektivischen Ansicht; [0040] Figur 4 eine erfindungsgemäße Einführeinrichtung in einer Seitenansicht. FIG. 2 shows the insertion funnel in a schematic perspective view; FIG. 3 shows a rear part of the loading unit in a schematic perspective view; FIG. 4 shows an insertion device according to the invention in a side view.
[0041] Fig. 1 und Fig. 2 zeigen einen erfindungsgemäßen Einführtrichter 3, der schwenkbar kardanisch lagerbar ist. Dieser weist eine Einführausnehmung 4 auf, welche von einer im Wesentlichen viereckigen Einführöffnung 5 ins Innere des Einführtrichters 3 zuerst gleich breit und hoch bleibt und sich danach im Wesentlichen gleichmäßig verjüngt. Am der Einführöffnung 5 gegenüberliegenden Ende der Einführausnehmung 4 verjüngt sich der Einführtrichter 3 geschwungen und besonders stark, bevor die Einführausnehmung 4 in eine Versorgungsausnehmung 6 mündet. Diese endet am gegenüberliegenden Ende des Einführtrichters 3. In die Versorgungsausnehmung 6 ist ein als Typ 2 E-Mobilitätsstecker ausgeführter erster Kontakt 7 eingesetzt, welcher 1 and 2 show an insertion funnel 3 according to the invention, which can be pivotably mounted in a cardanic manner. This has an insertion recess 4, which from an essentially square insertion opening 5 into the interior of the insertion funnel 3 initially remains the same width and height and then tapers essentially evenly. At the end of the insertion recess 4 opposite the insertion opening 5, the insertion funnel 3 tapers in a curved and particularly strong manner before the insertion recess 4 opens into a supply recess 6. This ends at the opposite end of the insertion funnel 3. A first contact 7 designed as a type 2 e-mobility plug is inserted into the supply recess 6
nur schematisch dargestellt ist. Der längliche Stecker ist an seinen Außenseiten mit einem Führungselement 8 verbunden und einstückig mit ihm ausgeführt, wobei das Führungselement 8 am von der Einführöffnung 5 entfernten Ende eine Schulter 10 aufweist, welche das Eindringen des Führungselements 8 und des ersten Kontakts 7 in die Einführausnehmung 4 begrenzt. Das Führungselement 8 zusammen mit dem ersten Kontakt 7 weist einen Querschnitt auf, der bis auf die Schulter 10 passgenau mit dem Querschnitt der Versorgungsausnehmung 6 zusammenpasst. Damit ist der erste Kontakt 7 translatorisch entlang einer Verbindungsachse A bewegbar. Der erste Kontakt ist als Buchse ausgeführt und weist eine Stirnfläche 12 zur Verbindung mit einem weiteren Kontakt auf, die normal zur Verbindungsachse A steht und in die Einführausnehmung 4 hinein zeigt. is only shown schematically. The elongated plug is connected on its outer sides to a guide element 8 and made in one piece with it, the guide element 8 having a shoulder 10 at the end remote from the insertion opening 5 which limits the penetration of the guide element 8 and the first contact 7 into the insertion recess 4 . The guide element 8 together with the first contact 7 has a cross section which, apart from the shoulder 10, fits together with the cross section of the supply recess 6. The first contact 7 can thus be moved in a translatory manner along a connection axis A. The first contact is designed as a socket and has an end face 12 for connection to a further contact, which is normal to the connection axis A and points into the insertion recess 4.
[0042] Das Führungselement 8 ist über vier Federn 9 mit dem Einführtrichter 3 gefedert verbunden, wodurch dieses in unbelasteter Stellung so lange in Richtung der Einführausnehmung 4 geschoben wird, bis die Schulter 10 gegen die korrespondierende Schulter des Einführtrichters 3 gedrückt wird. Diese unbelastete Stellung ist in Fig. 2 gezeigt. Dabei ragt das Führungselement 8 und auch der erste Kontakt 7 in die Einführausnehmung 4 hinein. The guide element 8 is spring-connected to the insertion funnel 3 via four springs 9, whereby this is pushed in the unloaded position in the direction of the insertion recess 4 until the shoulder 10 is pressed against the corresponding shoulder of the insertion funnel 3. This unloaded position is shown in FIG. The guide element 8 and also the first contact 7 protrude into the insertion recess 4.
[0043] Der erste Kontakt 7 wird elektrisch über nicht dargestellte Kabel über die Versorgungsausnehmung 6 versorgt. The first contact 7 is electrically supplied via the supply recess 6 via cables (not shown).
[0044] Der Einführtrichter 3 weist einen Vorderteil 13 und einen Hinterteil 14 auf, welche miteinander verschraubt sind. In Fig. 3 wird nur der Hinterteil 14 gezeigt, der zeigt, dass sich die Versorgungsausnehmung 4 am von der Einführöffnung 5 entfernten Ende seinen Querschnitt verkleinert. Damit wird eine Fläche freigegeben, die normal zur Verbindungsachse A steht und an der die Federn 9 angreifen können. Diese Fläche begrenzt auch die Bewegung des Führungselements 8 weg von der Einführöffnung 5. The insertion funnel 3 has a front part 13 and a rear part 14 which are screwed together. Only the rear part 14 is shown in FIG. 3, which shows that the supply recess 4 has a smaller cross section at the end remote from the insertion opening 5. This releases an area which is normal to the connecting axis A and on which the springs 9 can act. This area also limits the movement of the guide element 8 away from the insertion opening 5.
[0045] In Fig. 4 wird eine Ladevorrichtung dargestellt, die eine Einführeinrichtung 1 einer zum Einbau in eine Ladeeinheit wie einer Ladesäule einer Ladestation und einen beweglichen Arm 15 zum Einbau in ein Fahrzeug aufweist. Die Einführeinrichtung 1 weist dabei einen Ladetrichter 3 ähnlich der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsform auf, der in einer Aufhängung 11 einmal um eine erste Schwenkachse S1 und einmal um eine zweite Schwenkachse S2 beweglich schwenkbar gelagert ist. Damit ergibt sich eine kardanisch Lagerung für den Ladetrichter 3. Beide Schwenkachsen S1 und S2 stehen normal zur Verbindungsachse A. Damit kann der Einführtrichter 3 um etwa 30° in jede beliebige Richtung geschwenkt werden. In anderen Ausführungsformen kann ein kleinerer oder größerer Winkel gewählt werden. In Fig. 4 ist der Einführtrichter 3 in einer neutralen, nicht ausgeschwenkten Position abgebildet. In Fig. 4, a loading device is shown, which has an insertion device 1 for installation in a charging unit such as a charging column of a charging station and a movable arm 15 for installation in a vehicle. The insertion device 1 has a loading funnel 3 similar to the embodiment shown in FIGS. 1 to 3, which is mounted in a suspension 11 so that it can be pivoted once about a first pivot axis S1 and once about a second pivot axis S2. This results in a cardanic bearing for the loading funnel 3. Both pivot axes S1 and S2 are normal to the connecting axis A. This means that the insertion funnel 3 can be pivoted by approximately 30 ° in any direction. In other embodiments, a smaller or larger angle can be selected. In Fig. 4 the insertion funnel 3 is shown in a neutral, not pivoted position.
[0046] Der Arm 15 weist einen starren Hauptarm 16 auf, welcher über eine Zahnstange 17 mit einer motorisierten Einfahrvorrichtung 18 verbunden ist. Damit kann der Arm 15 entlang einer Hauptachse B linear verschoben und damit aus einer Verkleidung des Fahrzeuges aus einer Lagerstellung im Inneren der Karosserie in eine Wirkstellung geschoben werden. Dabei ragt er in Wirkstellung zumindest teilweise aus dem Fahrzeug heraus und kann sich mit der Einführeinheit 1 verbinden. The arm 15 has a rigid main arm 16 which is connected to a motorized retraction device 18 via a rack 17. The arm 15 can thus be displaced linearly along a main axis B and thus pushed out of a cladding of the vehicle from a storage position in the interior of the body into an operative position. In the operative position, it protrudes at least partially from the vehicle and can connect to the insertion unit 1.
[0047] Am dem Fahrzeug ferneren Ende, also dem Ladetrichter 3 zugewandten Ende ist ein Verbindungskopf 19 angeordnet, welcher einen elastischen Abschnitt 20 aufweist. Dieser elastische Abschnitt 20 ist in dieser Ausführungsform als Spiralfeder ausgeführt. Am elastischen Abschnitt 20 ist an einem Ende des Arms 15 ein zweiter Kontakt 21 angeordnet, welcher einen im Wesentlichen pyramidenstumpfförmigen Körper 22 aufweist, der sich entlang einer Zwischenachse C erstreckt. Die Zwischenachse C ist dabei auch jene Achse, bei der, sollte der zweite Kontakt 21 entlang dieser verschoben werden, das Risiko von Verkantungen oder von einem Steckenbleiben beim Verbinden mit dem ersten Kontakt 7 besonders gering ist. In der dargestellten, unbelasteten Stellung des Arms 15, in der keine wesentlichen Kräfte auf den zweiten Kontakt 21 wirken, sind Hauptachse B und Zwischenachse C achsgleich. At the end further away from the vehicle, that is to say the end facing the loading hopper 3, a connection head 19 is arranged which has an elastic section 20. This elastic section 20 is designed as a spiral spring in this embodiment. A second contact 21 is arranged on the elastic section 20 at one end of the arm 15, which has a substantially truncated pyramid-shaped body 22 which extends along an intermediate axis C. The intermediate axis C is also the axis in which, if the second contact 21 should be displaced along this axis, the risk of tilting or getting stuck when connecting to the first contact 7 is particularly low. In the illustrated, unloaded position of the arm 15, in which no significant forces act on the second contact 21, the main axis B and intermediate axis C are coaxially.
[0048] In Fig. 4 wird der optimale Fall dargestellt, indem Hauptachse B und Verbindungsachse A achsgleich sind. Mit anderen Worten ist das Fahrzeug optimal zur Ladestation positioniert, sodass In Fig. 4, the optimal case is shown in which the main axis B and connecting axis A are coaxial. In other words, the vehicle is optimally positioned in relation to the charging station so that
durch das lineare Ausfahren des Arms 15 eine Verbindung zwischen erstem Kontakt 7 und zweitem Kontakt 21 hergestellt werden kann. Da der zweite Kontakt 21 nicht quer belastet wird, liegt die Zwischenachse C auch achsgleich mit der Verbindungsachse A vor. Steht das Fahrzeug aber leicht versetzt, so sind die Hauptachse C und Verbindungsachse A nicht mehr achsgleich und sie sind auch eventuell nicht mehr parallel zueinander. Wird der Hauptarm 16 durch die Einfahrvorrichtung 18 in Richtung der Einführeinrichtung 1 verfahren, so trifft der zweite Kontakt 21 in diesem Fall aufgrund einer Verschiebung zwischen Verbindungsachse A und Hauptachse B nicht zentrisch auf den Einführtrichter 3. Der elastische Abschnitt 20 kann sich damit verbiegen und der zweite Kontakt 21 in Richtung des ersten Kontaktes 7 geführt werden. Trifft der zweite Kontakt 21 auf ein oder mehrere Führungselemente 8, so wird dieser durch die elastische Führung weiter zum ersten Kontakt 7 geführt und/oder dessen Zwischenachse 21 entsprechend der Verbindungsachse A ausgerichtet, sodass diese parallel und/oder achsgleich werden. Damit wird das Zusammenführen des ersten und zweiten Kontakts 7, 21 optimal erreicht. through the linear extension of the arm 15, a connection between the first contact 7 and the second contact 21 can be established. Since the second contact 21 is not loaded transversely, the intermediate axis C is also coaxial with the connecting axis A. However, if the vehicle is slightly offset, the main axis C and connecting axis A are no longer coaxially and they may also no longer be parallel to one another. If the main arm 16 is moved by the retraction device 18 in the direction of the insertion device 1, the second contact 21 in this case does not strike the insertion funnel 3 centrally due to a displacement between the connecting axis A and the main axis B. The elastic section 20 can thus bend and the second contact 21 are guided in the direction of the first contact 7. If the second contact 21 meets one or more guide elements 8, it is guided further to the first contact 7 by the elastic guide and / or its intermediate axis 21 is aligned according to the connection axis A so that these become parallel and / or coaxial. The bringing together of the first and second contacts 7, 21 is thus optimally achieved.
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