DE102010040787A1 - Charging device for charging battery of electric car, has electrical and/or motor propelled rotary latch moving loading socket from original position into end position for connecting loading socket with loading plugs - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Ladeeinrichtung für ein Elektrofahrzeug mit einem vorzugsweise ausziehbaren Elektrokabel, wobei ein Ladestecker oder eine Ladebuchse an einem Ende des Elektrokabels angebracht sind. Die Ladeeinrichtung umfasst darüber hinaus ein weiteres Ladeverbindungselement Insbesondere in Form einer Ladebuchse.The invention relates to a charging device for an electric vehicle with a preferably extendable electrical cable, wherein a charging plug or a charging socket are attached to one end of the electric cable. The charging device moreover comprises a further charging connection element, in particular in the form of a charging socket.
Ein Elektrofahrzeug ist ein Fahrzeug, welches mit Hilfe eines Elektromotors angetrieben wird. Der Elektromotor bezieht seinen Strom über eine Batterie, die im Elektrofahrzeug untergebracht ist. Diese Batterie muss nach einem Entladen wieder aufgeladen werden. Für ein Aufladen der Batterie dient eine Ladeeinrichtung im Sinne der vorliegenden Erfindung. Die Ladeeinrichtung ist insbesondere Teil des Elektrofahrzeugs. Vorzugsweise ist in diesem Fall das Elektrokabel mit einem Ladestecker versehen, um diesen in eine Steckdose, also eine Ladebuchse einstecken zu können. Soll das Elektrofahrzeug aufgeladen werden, so wird das Elektrokabel zunächst aus einem Behälter bzw. Innenraum herausgezogen und der Ladestecker in eine Steckdose gesteckt. Die Steckdose kann eine genormte Steckdose sein, wie sie in Privathaushalten verwendet wird. Der Ladestecker ist dann ebenfalls entsprechend genormt. Ladestecker und Steckdose können aber auch so beschaffen sein, dass diese an spezielle Bedürfnisse für ein Elektrofahrzeug angepasst sind.An electric vehicle is a vehicle that is powered by an electric motor. The electric motor draws its power via a battery, which is housed in the electric vehicle. This battery needs to be recharged after a discharge. For charging the battery is a charging device in the context of the present invention. The charging device is in particular part of the electric vehicle. Preferably, in this case, the electric cable is provided with a charging plug in order to plug it into a socket, so a charging socket can. If the electric vehicle to be charged, the electric cable is first pulled out of a container or interior and plugged the charging plug into a power outlet. The socket can be a standard socket as used in private homes. The charging plug is then also standardized accordingly. However, charging plugs and socket can also be designed so that they are adapted to special needs for an electric vehicle.
Aus der Druckschrift
In die Steckdose des Kraftfahrzeugs wird der Ladestecker des Kraftfahrzeugs eingesteckt, wenn nicht aufgeladen wird, um so den Ladestecker bei Nichtgebrauch zu fixieren.In the socket of the motor vehicle, the charging plug of the motor vehicle is plugged in, if not charged, so as to fix the charging plug when not in use.
Aus der Druckschrift
Ein elektrisches Verbindungselement für ein Elektrofahrzeug, das sowohl für ein Aufladen mittels Gleichstrom als auch für ein Aufladen mittels Wechselstrom vorgesehen ist, ist ferner aus der
Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren für ein einfaches Aufladen eines Elektrofahrzeugs bereitzustellen.Against this background, it is an object of the invention to provide an apparatus and a method for a simple charging of an electric vehicle.
Zur Losung der Aufgabe umfasst eine Ladeeinrichtung die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.To solve the problem, a charging device comprises the features of
Das Antriebsmittel bewirkt, dass ausgehend von einer Ausgangsstellung ein Ladestecker in seine Endstellung in eine Ladebuchse hinein bewegt wird, in der der Ladestecker mit der Ladebuchse für ein Aufladen einer Batterie verbunden ist. Ein Ladestecker muss also lediglich in die Ausgangsstellung gebracht werden. Anschließend verbindet das Antriebsmittel den Ladestecker selbständig mit der Ladebuchse durch Bewegen des Ladesteckers in die Endstellung. Fließt dann ein Strom, so wird eine Batterie des Elektrofahrzeugs aufgeladen. In analoger Weise wird ein Ladestecker mit einer Ladebuchse verbunden, wenn eine Ladebuchse der Ladeeinrichtung mit dem Antriebsmittel versehen ist.The drive means causes, starting from a starting position, a charging plug is moved into its end position into a charging socket, in which the charging plug is connected to the charging socket for charging a battery. A charging plug must therefore be brought only in the starting position. Subsequently, the drive means connects the charging plug independently with the charging socket by moving the charging plug in the end position. Then flows a current, so a battery of the electric vehicle is charged. In an analogous manner, a charging plug is connected to a charging socket when a charging socket of the charging device is provided with the drive means.
Ein Ladestecker kann durch die Erfindung nur dann mit der Ladebuchse verbunden werden, wenn der Ladestecker in die Ausgangsstellung gebracht wird. Hierdurch werden Beschädigungen vermieden, die entstehen könnten, wenn versucht wird, einen unzutreffend oder ungünstig aufgesetzten Ladestecker mit übermäßiger Kraft in eine Ladebuchse hinein zu bewegen. Durch die Erfindung werden derartige Beschädigungen vermieden, die zur Folge haben könnten, dass ein Elektrofahrzeug nicht mehr aufgeladen oder eine zum Beispiel öffentliche Ladestation anschließend nicht mehr für ein Aufladen verwendet werden kann oder aus Sicherheitsgründen nicht mehr verwendet werden darf. Entsprechendes gilt für den Fall, dass eine Ladebuchse mit dem Antriebsmittel versehen ist.A charging plug can be connected by the invention only with the charging socket when the charging plug is brought into the starting position. As a result, damage is avoided, which could arise when trying to move an incorrectly or unfavorably mounted charging plug with excessive force into a charging socket into it. The invention avoids such damage, which could result in an electric vehicle no longer being charged or, for example, a public charging station subsequently no longer being able to be used for charging or no longer being used for safety reasons. The same applies to the case that a charging socket is provided with the drive means.
Bevorzugt ist die Ladebuchse mit dem Antriebsmittel versehen, welches dann einen Ladestecker zu erfassen und in die Ladebuchse zu bewegen vermag. Preferably, the charging socket is provided with the drive means, which is then able to detect a charging plug and move into the charging socket.
In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Ladeeinrichtung einen Sensor, der eine Ausgangsstellung eines Ladesteckers oder einer Ladebuchse zu detektieren und in Abhängigkeit davon das Antriebsmittel zu aktivieren vermag. Erst wenn bzw. sobald der Detektor das Vorhandensein eines Ladesteckers bzw. einer Ladebuchse in der Ausgangsstellung erkennt, wird das Antriebsmittel durch den Sensor aktiviert und bewegt den Ladestecker bzw. die Ladebuchse in die Endstellung hinein. Bevorzugt umfasst die Ladebuchse den Sensor.In one embodiment of the invention, the charging device comprises a sensor which is able to detect a starting position of a charging plug or a charging socket and to activate the drive means in dependence thereon. Only when or as soon as the detector detects the presence of a charging plug or a charging socket in the starting position, the drive means is activated by the sensor and moves the charging plug or the charging socket into the end position. Preferably, the charging socket comprises the sensor.
In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst ein Ladeverbindungselement, also eine Ladebuchse oder ein Ladestecker einen Sensor, der eine Endstellung eines Ladesteckers bzw. einer Ladebuchse zu detektieren und in Abhängigkeit davon das Antriebsmittel zu deaktivieren vermag. Erst wenn bzw. sobald der Detektor das Vorhandensein eines Ladesteckers bzw. einer Ladebuchse in der Endstellung erkennt, stoppt das Antriebsmittel und damit die Bewegung des Ladesteckers bzw. der Ladebuchse in die Endstellung hinein.In one embodiment of the invention, a charging connection element, that is to say a charging socket or a charging plug, comprises a sensor which is able to detect an end position of a charging plug or a charging socket and to deactivate the drive means in dependence thereon. Only when or as soon as the detector detects the presence of a charging plug or a charging socket in the end position, stops the drive means and thus the movement of the charging plug or the charging socket into the end position.
In einer Ausführungsform der Erfindung kann das Antriebsmittel einen Ladestecker oder eine Ladebuchse von der Endstellung in die Ausgangsstellung bewegen, so zum Beispiel im Anschluss an den Erhalt eines Auslösesignals. Wird ein Auslösesignal übermittelt, so bewegt das Antriebsmittel den Ladestecker oder die Ladebuchse von der Endstellung in die Ausgangsstellung. Es werden so Beschädigungen vermieden, die andernfalls entstehen könnten, wenn ein Ladestecker zum Beispiel mit übermäßiger Geschwindigkeit aus der Ladebuchse heraus gezogen wird oder umgekehrt.In one embodiment of the invention, the drive means may move a charging plug or a charging socket from the end position to the starting position, for example following the receipt of a triggering signal. If a trigger signal is transmitted, then the drive means moves the charging plug or the charging socket from the end position to the starting position. This avoids damage that might otherwise occur if, for example, a charging plug is pulled out of the charging socket at excessive speed or vice versa.
In einer Ausführungsform der Erfindung wird der Ladestecker bzw. die Ladebuchse in seiner bzw. in ihrer Endstellung verriegelt, so zum Beispiel in der aus der nicht vorveröffentlichten
In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Antriebsmittel wenigstens ein Eingreifelement, welches in der Ausgangsstellung in ein Eingreifelement des anderen Ladeverbindungselement (Stecker oder Buchse) eingreift oder einzugreifen vermag, welches ansonsten nicht mit dem Antriebselement verbunden ist. Mit Hilfe der ineinander greifenden Eingreifelemente wird erreicht, dass das Antriebselement den Ladestecker in die Endstellung hinein bewegen kann. In einer Ausführungsform der Erfindung ermöglicht das Ineinandergreifen der vorgenannten Eingreifelemente, dass das Antriebsmittel den Ladestecker von der Endstellung zurück in seine Ausgangsstellung zu bewegen vermag.In one embodiment of the invention, the drive means comprises at least one engaging element which engages in the starting position in an engaging element of the other charging connection element (plug or socket) is able to engage, which is otherwise not connected to the drive element. With the help of the interlocking engagement elements it is achieved that the drive element can move the charging plug into the end position. In one embodiment of the invention, the meshing of the aforementioned engagement elements allows the drive means to move the charging plug from the end position back to its original position.
Es ist zweckmäßig, dass das Antriebsmittel elektrisch angetrieben wird, beispielsweise mit Hilfe eines Elektromotors, da aufgrund des Aufladens an einer Ladestation in jedem Fall elektrischer Strom zur Verfügung steht. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erhält der elektrische Antrieb den für den Betrieb benötigten Strom von der Ladestation, also nicht von einer Batterie des Fahrzeugs. Auch bei leerer Batterie kann dann der elektrische Antrieb in Gang gesetzt werden.It is expedient that the drive means is electrically driven, for example with the aid of an electric motor, since electric current is available in any case due to charging at a charging station. In a preferred embodiment of the invention, the electric drive receives the power required for the operation of the charging station, not from a battery of the vehicle. Even with an empty battery, the electric drive can then be set in motion.
Das Antriebsmittel kann eine Formgedächtnislegierung umfassen, die das Bewegen des Ladesteckers von einer Ausgangsstellung in eine Endstellung bewirkt oder zumindest unterstützt. Eine Formgedächtnislegierung ist ein Material, welches durch Temperaturveränderung sprunghaft seine Form in Abhängigkeit von einer Aktivierungstemperatur zu verändern vermag. Antriebe mit einer Formgedächtnislegierung sind aus dem Stand der Technik bekannt, so zum Beispiel aus der Druckschrift
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Ladebuchse oder der Ladestecker mit mindestens einem Gesperre versehen, welches eine als Antriebsmittel dienende Drehfalle und vorzugsweise eine Sperrklinke für ein Verrosten der Drehfalle umfasst. Die Drehfalle kann also insbesondere elektromotorisch angetrieben werden.In a particularly preferred embodiment, the charging socket or the charging plug is provided with at least one locking mechanism, which comprises a rotary latch serving as a drive means and preferably a pawl for rusting the rotary latch. The rotary latch can thus be driven in particular by an electric motor.
Eine Drehfalle im Sinne der vorliegenden Erfindung ist ein drehbar gelagertes Bauteil mit einem gabelförmigen Einlaufschlitz, welches vorzugsweise bei oder an der Ladebuchse angebracht ist. Ein dann am Ladestecker angebrachter Bolzen gelangt in den Einlaufschlitz hinein, wenn der Ladestecker in die mit dem Gesperre versehene Ladebuchse gesteckt oder aber in die Ausgangsstellung gebracht wird. Der Bolzen wird in der Ausgangsstellung von der Drehfalle erfasst. Durch motorisiertes Drehen der Drehfalle wird der Ladestecker dann in die Ladebuchse bis zum Erreichen der Endstellung hinein gezogen oder umgekehrt. A rotary latch in the sense of the present invention is a rotatably mounted component with a fork-shaped inlet slot, which is preferably attached to or at the charging socket. A then attached to the charging plug pin enters the inlet slot when the charging plug is inserted into the provided with the locking charging socket or brought into the starting position. The bolt is caught in the starting position of the catch. By motorized turning the catch, the charging plug is then pulled into the charging socket until reaching the end position or vice versa.
Hat der Ladestecker bzw. die Ladebuchse die Endstellung erreicht, so kann der Bolzen in einer Ausführungsform vorteilhaft den Einlaufschlitz der Drehfalle nicht mehr verlassen. Die Drehfalle erfüllt dann eine Doppelfunktion, da diese einerseits das Antriebsmittel darstellt und andererseits dafür Sorge trägt, dass der Ladestecker nicht durch einfaches Herausziehen von der Ladebuchse gelöst werden kann.If the charging plug or the charging socket has reached the end position, the bolt can advantageously no longer leave the inlet slot of the rotary latch in one embodiment. The rotary latch then fulfills a dual function, since this on the one hand represents the drive means and on the other hand ensures that the charging plug can not be solved by simply pulling out of the charging socket.
Grundsätzlich kann auch der Ladestecker das Gesperre und die Ladebuchse den Bolzen umfassen, um den Ladestecker mit der Ladebuchse besonders zuverlässig verbinden zu können. Vorzugsweise umfasst jedoch eine am Elektrofahrzeug angebrachte Ladebuchse das Gesperre, um so sicherstellen zu können, dass zumindest der Benutzer des Fahrzeugs eine durch das Gesperre bereitgestellte Verriegelung öffnen kann und somit der Benutzer insbesondere auch während eines Aufladens Herr über sein Fahrzeug ist.Basically, the charging plug, the locking mechanism and the charging socket include the bolt in order to connect the charging plug with the charging socket particularly reliable. Preferably, however, a charging socket attached to the electric vehicle comprises the locking mechanism so as to be able to ensure that at least the user of the vehicle can open a lock provided by the locking mechanism and thus the user is in particular responsible for his vehicle during a charging process.
In der Endstellung verrastet eine Sperrklinke des Gesperres vorzugsweise die Drehfalle, so dass diese dann nicht mehr in die Ausgangsstellung zurückgedreht werden kann. Das Verrasten signalisiert zunächst, dass der Ladestecker seine Endstellung in der Ladebuchse erreicht hat oder umgekehrt und beispielsweise ein Ladevorgang für ein Elektrofahrzeug somit beginnen kann. Das Verrasten der Sperrklinke kann in einer Ausführungsform mit einem Betätigen eines Schalters einhergehen, der das Aufladen der Batterie aktiviert. Insbesondere die entsprechende Bewegung der Sperrklinke für ein Einrasten betätig dann einen geeignet platzierten Schalter.In the end position, a pawl of the locking preferably locks the catch so that it can not be rotated back into the starting position. The latching initially signals that the charging plug has reached its end position in the charging socket or vice versa and thus, for example, a charging process for an electric vehicle can begin. Locking of the pawl in one embodiment may be accompanied by actuation of a switch that activates charging of the battery. In particular, the corresponding movement of the pawl for a click then actuate a suitably placed switch.
Der Ladestecker ist im verrasteten Zustand der Drehfalle besonders stabil, zuverlässig und daher stoßsicher mit der Ladebuchse verbunden. Versehentliche äußere Stöße können die Verbindung nicht lösen. Es wird so sichergestellt, dass sich der Ladestecker nicht versehentlich von einer Ladebuchse zu lösen vermag oder umgekehrt. Eine solche Ausführungsform ist daher besonders praxistauglich, wenn es auf hohe Zuverlässigkeit der Verbindung auch unter erschwerten äußeren Bedingungen ankommt wie zum Beispiel im Fall des Aufladens an einer öffentlichen Ladestation.The charging plug is particularly stable in the latched state of the catch, reliable and therefore shockproof connected to the charging socket. Accidental external shocks can not release the connection. This ensures that the charging plug can not accidentally come loose from a charging socket or vice versa. Such an embodiment is therefore particularly practicable when it comes to high reliability of the connection even under difficult external conditions such as in the case of charging at a public charging station.
Der Bolzen steht bevorzugt von dem Ladestecker bzw. der Ladebuchse seitlich und zwar insbesondere senkrecht von einer entsprechenden Gehäusewand ab. Ein derart abstehender Bolzen stellt dann zugleich ein gut sichtbares Sichtelement dar, welches ein für ein Verbinden zutreffendes Aufsetzen des Ladesteckers auf die Ladebuchse erleichtert.The bolt is preferably from the charging plug or the charging socket laterally, and in particular perpendicular from a corresponding housing wall. Such a projecting bolt then also represents a highly visible visual element, which facilitates a fitting for placing the charging plug on the charging socket.
Um einen in die Ladebuchse eingesteckten Ladestecker wieder entfernen zu können oder umgekehrt, muss ggfs. die Sperrklinke aus ihrer Raststellung heraus bewegt werden. In einer Ausführungsform der Erfindung gibt es einen mit dem Gesperre so verbundenen Betätigungshebel, dass durch Betätigen des Betatigungshebels die Sperrklinke aus ihrer Raststellung heraus bewegt wird und zwar vorzugsweise rein mechanisch. Eine Bewegung des Betätigungshebels kann unmittelbar oder mittelbar zum Beispiel über einen Bowdenzug auf die Sperrklinke übertragen werden. Insbesondere im Fall einer mechanischen Entriegelung handelt es sich um eine Notfallentriegelungseinrichtung, weil diese auch bei Ausfall der Elektrik wirksam ist. Der Betätigungshebel kann aber auch für ein Entsperren elektrisch betätigbar ausgestaltet sein.In order to be able to remove a charging plug inserted into the charging socket or vice versa, if necessary the pawl has to be moved out of its locking position. In one embodiment of the invention, there is an operating lever connected to the locking mechanism such that, by actuating the actuating lever, the locking pawl is moved out of its locking position, preferably purely mechanically. A movement of the actuating lever can be transmitted directly or indirectly, for example via a Bowden cable on the pawl. In particular, in the case of a mechanical unlocking is an emergency unlocking device, because it is effective even in case of failure of the electrical system. The actuating lever can also be designed to be electrically operated for unlocking.
In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst eine Ladeeinrichtung und zwar vorzugsweise die Ladebuchse zwei als Antriebsmittel dienende Gesperre. Zwischen beiden Gesperren befindet sich der Ladestecker oder die Ladebuchse. Aus genannten Gründen befindet sich die Ladebuchse bevorzugt zwischen beiden Gesperren. Das damit korrespondierende Ladeverbindungselement, also in der Regel der Ladestecker weist dann zwei Bolzen auf. Ein jeder Bolzen gelangt in je ein Gesperre hinein, wenn der Ladestecker in die Ladebuchse – oder umgekehrt – gesteckt oder aber in die Ausgangsstellung gebracht wird. Durch diese Ausführungsform wird ein Verkanten vermieden, da während eines Bewegens des Ladesteckers oder der Ladebuchse in die Endstellung keine einseitige Belastung auftritt.In one embodiment of the invention, a charging device, preferably the charging socket, comprises two locking mechanisms serving as drive means. Between the two locks is the charging plug or charging socket. For reasons mentioned, the charging socket is preferably between the two Gesperren. The corresponding Ladeverbindungselement, so usually the charging plug then has two bolts. Each bolt enters into a ratchet when the charging plug is plugged into the charging socket - or vice versa - or brought into the starting position. By this embodiment, tilting is avoided because during a movement of the charging plug or the charging socket in the end position no one-sided load occurs.
Gibt es zwei Gesperre, so sind diese in einer Ausführungsform mechanisch so verbunden, dass sich die Bauteile der Mechanik aufgrund der mechanischen Verbindung synchron bewegen. Einerseits wird so einem Verkanten weiter verbessert entgegengewirkt, wenn ein Ladestecker oder eine Ladebuchse von einer Ausgangsstellung in die Endstellung bewegt wird. Andererseits kann so die Zahl an benötigten motorischen Antrieben gering gehalten werden, da nicht für jedes Gesperre ein eigener elektrischer Antrieb bereitgestellt werden muss.If there are two ratchets, they are mechanically connected in one embodiment so that the components of the mechanism move synchronously due to the mechanical connection. On the one hand, such a tilting is counteracted further improved when a charging plug or a charging socket is moved from a starting position to the end position. On the other hand, so the number of required motor drives can be kept low because not for each locking a separate electric drive must be provided.
In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst ein jedes Gesperre eine Zuziehhilfe, die die jeweilige Drehfalle ausgehend von einer Ausgangsstellung der Drehfalle in die Hauptrastposition verfährt. Eine solche Zuziehhilfe für ein Kraftfahrzeugschloss ist beispielsweise aus der Druckschrift
Die Drehfalle kann aber auch ohne eine vorhandene Raststellung unmittelbar nach Einfahren eines Bolzens in Richtung Endstellung motorisiert bewegt werden.The catch can also be moved motorized without an existing detent position immediately after retraction of a bolt towards the end position.
Ein Ladestecker kann durch die Erfindung nur dann mit der Ladebuchse verbunden werden, wenn der Ladestecker oder die Ladebuchse in die Ausgangsstellung gebracht wird. Hierdurch werden Beschädigungen vermieden, die entstehen könnten, wenn versucht wird, einen unzutreffend oder ungünstig aufgesetzten Ladestecker mit übermäßiger Kraft in eine Ladebuchse hinein zu bewegen oder entsprechend umgekehrt eine Ladebuchse in Richtung Ladestecker. Durch die Erfindung werden derartige Beschädigungen vermieden, die zur Folge haben können, dass ein Elektrofahrzeug nicht mehr aufgeladen oder eine zum Beispiel öffentliche Ladestation anschließend nicht mehr für ein Aufladen verwendet werden kann oder aus Sicherheitsgründen nicht mehr verwendet werden darf.A charging plug can be connected by the invention only with the charging socket when the charging plug or the charging socket is brought into the starting position. This avoids damage that might occur if an improperly or unfavorably placed charging plug is attempted to move with excessive force into a charging socket or vice versa a charging socket in the direction of charging connector. The invention avoids such damage, which can result in an electric vehicle no longer being charged or, for example, a public charging station subsequently no longer being able to be used for charging or no longer being used for safety reasons.
In einer Ausführungsform der Erfindung wird der Ladestecker oder die Ladebuchse automatisiert in die Ausgangsstellung gebracht, wenn ein Fahrzeug eine Ladestation geeignet erreicht. Ausführungsformen dieser Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann ein Fachmann den Druckschriften
Die Erfindung ermöglicht es, mit Hilfe eines als Antriebsmittel eingesetzten Kleinstantriebs den Ladestecker in die Endstellung in eine Ladebuchse hinein zu bewegen oder umgekehrt und in der Endstellung mittels des Antriebsmittels auch zu verriegeln. Eine Ansteuerung über eine gemeinsame Elektronik ohne zusätzlichen Verkabelungsaufwand ist so möglich. Die Doppelfunktion des Antriebsmittels trägt zu einem geringen Gewicht und Platzbedarf bei. Das Antriebsmittel kann zugleich mit einer mechanischen Notentriegelungseinrichtung versehen sein, so zum Beispiel mit einem Betätigungshebel, der vom Fahrzeuginnenraum erreicht werden kann. Nach Betätigen des Riegels wird die Verriegelungseinrichtung mechanisch entriegelt. Der Ladestecker kann anschließend manuell aus der Ladebuchse heraus gezogen werden.The invention makes it possible, with the aid of a microdrive used as a drive means to move the charging plug into the end position into a charging socket or vice versa and also to lock in the end position by means of the drive means. A control via a common electronics without additional cabling is possible. The dual function of the drive means contributes to a low weight and space requirements. The drive means can be provided at the same time with a mechanical emergency unlocking device, for example with an actuating lever which can be reached from the vehicle interior. After actuating the bolt, the locking device is mechanically unlocked. The charging plug can then be pulled out of the charging socket manually.
Das anspruchsgemäße Elektrokabel ist vorzugsweise entnehmbar oder herausziehbar Elektrokabel in einem Innenraum im Fall einer Lagerung angeordnet. Insbesondere umfasst dieses Ladekabel einen Ladestecker. Dieser Teil der Ladeeinrichtung ist bevorzugt für ein Aufladen mit Wechselstrom vorgesehen und entsprechend eingerichtet. Insgesamt ist die zugehörige Elektrik sowie Elektronik auf elektrische Spannungen ausgelegt, die regelmäßig weniger als 250 V betragen und zwar im Fall eines Einphasenwechselstroms. Die – vorzugsweise fest angebrachte – weitere Ladeverbindungseinrichtung, die insbesondere eine Ladebuchse ist, ist vorzugsweise so ausgelegt und mit der aufzuladenden Batterie verbunden, dass hierüber ein Aufladen mit Gleichstrom möglich ist. Eine zugehörige Elektrik sowie Elektronik ist insbesondere so ausgelegt, dass Spannungen von wenigstens 300 V, vorzugsweise von wenigstens 400 V für ein Aufladen mit Gleichstrom vorgesehen sein können.The claimed electrical cable is preferably removable or withdrawable electrical cable arranged in an interior in the case of storage. In particular, this charging cable includes a charging plug. This part of the charging device is preferably provided for charging with alternating current and set up accordingly. Overall, the associated electrical system and electronics are designed for electrical voltages that are regularly less than 250 V in the case of a single-phase alternating current. The - preferably fixedly mounted - further charging connection device, which is in particular a charging socket, is preferably designed and connected to the battery to be charged, that on this a charging with direct current is possible. An associated electrical system and electronics are in particular designed so that voltages of at least 300 V, preferably of at least 400 V, can be provided for charging with direct current.
Das Elektrokabel kann mit einem dafür vorgesehenen Antrieb bewegt werden und zwar insbesondere mit einem elektrischen Antrieb. Im Unterschied zu Federkräften gelingt mit Hilfe eines solchen Antriebs eine gleichmäßige Bewegung des Elektrokabels. Mit einer gleichmäßigen Bewegung kann ein Elektrokabel in den Innenraum der Ladeeinrichtung hinein bewegt und geordnet gelagert werden, ohne dafür eine Trommel zu benötigen. Es gelingt so beispielsweise eine wendelförmige oder ein mäanderformige Lagerung. Der elektrische Antrieb kann auf einem Elektromotor oder einem rein elektromagnetischem Antrieb beruhen. Fur einen elektrischen Antrieb kann eine Formgedächtnislegierung eingesetzt sein.The electric cable can be moved with a drive provided for this purpose and in particular with an electric drive. In contrast to spring forces, a uniform movement of the electric cable is possible with the aid of such a drive. With a uniform movement, an electric cable can be moved into the interior of the charger and stored orderly, without the need for a drum. It succeeds, for example, a helical or a meandering storage. The electric drive can be based on an electric motor or a purely electromagnetic drive. For an electric drive, a shape memory alloy can be used.
Im Fall von Wechselstrom kann auch Drehstrom, also ein Dreiphasenwechselstrom verwendet werden. Die anliegende Spannung liegt dann regelmäßig zwischen 150 V und 400 V.In the case of alternating current and three-phase, so a three-phase alternating current can be used. The applied voltage is then regularly between 150 V and 400 V.
Wird mit Wechselstrom aufgeladen und werden die genannten Spannungen angelegt, so liegen die vorgesehenen Stromstärken regelmäßig zwischen 16 A bis 63 A. Die Ladezeit für ein vollständiges Aufladen von Batterien eines Elektrofahrzeugs beträgt dann in der Regel mehrere Stunden, so zum Beispiel in der Größenordnung von 8 Stunden. Mit Hilfe von Gleichstrom und einer Leistung von 70 bis 80 kW/h beispielsweise an einer grundsätzlich nur für ein solches Aufladen vorgesehenen öffentlichen Ladestation kann die Ladezeit für ein vollständiges Aufladen von Batterien eines Elektrofahrzeugs auf wenige Minuten verkürzt werden, so zum Beispiel auf ca. 10 Minuten.When charging with alternating current and the said voltages are applied, the intended currents are regularly between 16 A to 63 A. The charging time for a complete charging of batteries of an electric vehicle is then usually several hours, for example of the order of 8 hours. With the help of direct current and a power of 70 to 80 kW / h, for example, on a public charging station that is basically intended only for such charging, the charging time for a complete charging of batteries of an electric vehicle on be shortened a few minutes, so for example to about 10 minutes.
Um komfortabel aufladen zu können, umfasst die Ladeeinrichtung mit Elektrokabel und daran angebrachter Ladebuchse oder Ladestecker einen Aufnahmekanal für die Aufnahme des Ladesteckers. In den Kanal gelangt der Ladestecker zumindest teilweise hinein, wenn das Elektrokabel in einen Innenraum der Ladeeinrichtung hinein bewegt wird. Der Kanal dient der Aufbewahrung des Ladesteckers im ungenutzten Zustand. In diesen Kanal kann der Ladestecker automatisiert gelangen, ohne dafür einen besonderen technischen Aufwand betreiben zu müssen. Umgekehrt kann der Ladestecker ohne großen technischen Aufwand aus dem Kanal heraus bewegt werden und zwar sowohl manuell als auch automatisiert mit Hilfe eines Antriebs.To be able to charge comfortably, the charging device with electric cable and attached charging socket or charging plug includes a receiving channel for receiving the charging plug. The charging plug enters the channel at least partially when the electric cable is moved into an interior of the charging device. The channel is used to store the charging plug in the unused state. In this channel, the charging plug can get automated, without having to operate a special technical effort. Conversely, the charging plug can be moved out of the channel without much technical effort, both manually and automatically with the aid of a drive.
Der Kanal kann sich in Richtung Innenraum, in der das Elektrokabel gelagert werden kann, verjüngen, um so die vorgenannten Bewegungen des Ladesteckers weiter zu vereinfachen. Es kann so beispielsweise eine relativ große Öffnung des Kanals im Vergleich zum maximalen Durchmesser des Ladesteckers bereit gestellt werden, damit der Ladestecker besonders leicht in diesen hinein gelangt und erforderlichenfalls manuell ergriffen und aus diesem herausgezogen werden kann.The channel can taper towards the interior, in which the electric cable can be stored, so as to further simplify the aforementioned movements of the charging plug. It can thus be provided, for example, a relatively large opening of the channel compared to the maximum diameter of the charging plug, so that the charging connector is particularly easy to get into this and, if necessary, manually grasped and pulled out of this.
In einer Ausführungsform verjüngt sich das Ende des Ladesteckers, der mit dem Elektrokabel verbunden ist, in Richtung Elektrokabel. Diese Ausführungsform erleichtert ein ordnungsgemäßes Bewegen des Ladesteckers in den Kanal zwecks Aufnahme und anschließender Aufbewahrung hinein.In one embodiment, the end of the charging plug, which is connected to the electric cable, tapers in the direction of electric cable. This embodiment facilitates proper movement of the charging plug into the channel for reception and subsequent storage.
In einer Ausführungsform umfasst der Ladestecker einen Anschlag, der eine Aufnahme des Ladesteckers im Kanal begrenzt. Der Ladestecker gelangt dann aufgrund der Begrenzung insbesondere nicht vollständig in den Kanal hinein und steht gegenüber diesem stets zumindest teilweise hervor. Der teilweise vorstehende Teil des Ladesteckers kann dann leicht ergriffen und erforderlichenfalls manuell herausgezogen werden. Bevorzugt befindet sich der vorstehende Teil des Ladesteckers in einer Mulde, die an die Karosserie des Elektrofahrzeugs angrenzt und die vorzugsweise durch eine insbesondere schwenkbar angebrachte Klappe verschlossen werden kann.In one embodiment, the charging plug comprises a stop which limits a receptacle of the charging plug in the channel. Due to the limitation, the charging plug then in particular does not completely enter the channel and always protrudes at least partially opposite it. The partially protruding part of the charging plug can then be easily grasped and, if necessary, pulled out manually. Preferably, the protruding part of the charging plug is located in a trough, which is adjacent to the body of the electric vehicle and which can preferably be closed by a particular pivotally mounted flap.
Der Anschlag verläuft insbesondere ringformig um ein Gehäuse des Ladesteckers herum und steht gegenüber dem Gehäuse hervor. Der Anschlag besteht vorzugsweise aus einem elastischen Material wie zum Beispiel einem Elastomer, um Geräusche zu dämpfen, die mit einem Auftreffen des Anschlags auf den Rand der Kanaleintrittsöffnung einhergehen.In particular, the stop extends annularly around a housing of the charging plug and protrudes relative to the housing. The stop is preferably made of an elastic material, such as an elastomer, to dampen noise associated with impact of the stop on the edge of the channel entrance opening.
In einer Ausführungsform umfasst die Ladeeinrichtung Transportmittel, die das Elektrokabel sowohl in einen Innenraum der Ladeeinrichtung hinein bewegen können als auch aus diesem heraus. Für das Bewegen des Elektrokabels nebst Ladestecker ist also keine manuelle Tätigkeit erforderlich, was den Komfort erhöht. Das Bewegen mittels der Transportmittel kann auf ein oder mehreren Antrieben und/oder Federkräften beruhen.In one embodiment, the charging device comprises transport means which can move the electric cable both into an interior of the charging device and out of it. For moving the electric cable and charging plug so no manual activity is required, which increases the comfort. The movement by means of transport can be based on one or more drives and / or spring forces.
Insbesondere gibt es als Transportmittel ein oder mehrere Transportrollen, die an dem Elektrokabel für einen Transport des Elektrokabels reibschlüssig und/oder formschlüssig anliegen.In particular, there are as transport one or more transport rollers which rest on the electric cable for transporting the electric cable frictionally and / or positively.
Ein Innenraum der Ladeeinrichtung dient der Unterbringung des Elektrokabels, soweit dieses nicht heraus bewegt worden ist. Durch die Transportrolle bzw. Transportrollen kann das Elektrokabel motorisiert sehr zuverlässig, komfortabel und störungsfrei aus dem Innenraum heraus sowie in diesen hinein transportiert werden, ohne dafür einen großen Bauraum bereitstellen zu müssen.An interior of the charging device is used to accommodate the electric cable, as far as this has not been moved out. Due to the transport roller or transport rollers, the electric cable can be motorized very reliably, comfortably and smoothly out of the interior and transported into it, without having to provide a large space.
Das Bewegen des Elektrokabels wird in einer Ausführungsform der Erfindung elektronisch gesteuert und/oder überwacht. Es wird so vermieden, dass dieses einer übermäßigen Zugbelastung ausgesetzt werden kann.Movement of the electrical cable is electronically controlled and / or monitored in one embodiment of the invention. It is thus avoided that this can be exposed to excessive tensile stress.
Um den entsprechenden Teil des Elektrokabels motorisiert zu bewegen, gibt es in einer Ausführungsform einen elektrischen Antrieb für die Transportrollen, so zum Beispiel einen Elektromotor.To move the corresponding part of the electric cable motorized, there is in one embodiment, an electric drive for the transport rollers, such as an electric motor.
Zur Sicherstellung eines ordnungsgemäßen Transports des Elektrokabel aus dem Innenraum heraus oder in den Innenraum hinein sind in einer Ausführungsform ein oder mehrere Transportrollen bei der Öffnung des Innenraums angeordnet, aus dem das Elektrokabel heraus bewegt werden kann. Die Transportrollen können außerhalb der Öffnung angeordnet sein oder die Öffnung bilden. Die Transportrollen sind jedoch vorzugsweise im Innenraum angrenzend an die Öffnung angeordnet, da diese dann zugleich geschützt untergebracht sind.To ensure proper transport of the electrical cable out of the interior or into the interior, in one embodiment, one or more transport rollers are arranged at the opening of the interior, from which the electric cable can be moved out. The transport rollers can be arranged outside the opening or form the opening. However, the transport rollers are preferably arranged in the interior adjacent to the opening, since these are then housed protected at the same time.
Im Innenraum wird das Elektrokabel vorzugsweise mäanderförmig gelagert. Diese Form der Unterbringung kann dadurch erreicht werden, indem das Elektrokabel lediglich geeignet in den Innenraum hinein transportiert wird. Da dies grundsätzlich motorisiert und damit sehr gleichmäßig erfolgt, wird diese angestrebte Form der Unterbringung zuverlässig erreicht und zwar insbesondere dann, wenn das Elektrokabel horizontal in den Innenraum hinein bewegt wird.In the interior, the electric cable is preferably mounted meandering. This form of accommodation can be achieved by the electric cable is only suitably transported into the interior. Since this is basically motorized and thus very uniform, this desired form of accommodation is reliably achieved, and in particular when the electric cable is moved horizontally into the interior.
In einer Ausführungsform gibt es eine horizontal in den Innenraum hineinführende Führung umfassend eine Auflage für den Abschnitt des Elektrokabels, der hinein und heraus bewegt werden soll. Die gewünschte mäanderförmige Faltung wird so besonders zuverlässig erhalten, wenn das Elektrokabel in den Innenraum transportiert wird.In one embodiment, there is a horizontally leading into the interior guide comprising a support for the portion of the electric cable to be moved in and out. The desired meander-shaped folding is thus obtained particularly reliably when the electric cable is transported into the interior.
Die Breite des Innenraums entspricht in einer Ausführungsform im Wesentlichen der Breite des darin befindlichen Elektrokabels. Die entsprechenden, senkrecht nach oben verlaufenden Wände des Innenraums weisen dann zum angrenzenden, mäanderförmig gelagerten Elektrokabel einen geringen Abstand auf. Der geringe Abstand soll einerseits vermeiden, dass das Elektrokabel im Innenraum eingeklemmt werden kann. Andererseits wird so sichergestellt, dass sich das Elektrokabel in gewünschter Weise mäanderförmig faltet. Dies dient der Führung des Elektrokabel, wenn dieses in den Innenraum hinein bewegt wird, damit sich das Elektrokabel dann in gewünschter Weise besonders zuverlässig mäanderförmig faltet.The width of the interior corresponds in one embodiment substantially to the width of the electrical cable therein. The corresponding, vertically upwardly extending walls of the interior then have a small distance to the adjacent meander-shaped electric cable. The small distance should on the one hand avoid that the electric cable can be trapped in the interior. On the other hand, it is ensured that the electric cable folds meandering in the desired manner. This serves to guide the electric cable when it is moved into the interior, so that the electric cable then folds in the desired manner particularly reliable meandering.
Die maximale Höhe und/oder maximale Länge des Innenraums übersteigt bevorzugt die Breite des Innenraums um ein Mehrfaches, so zum Beispiel im eingebauten Zustand in einem Elektrofahrzeug. Auf diese Weise kann eine hinreichend große Länge eines Elektrokabels im Innenraum mäanderförmig untergebracht werden.The maximum height and / or maximum length of the interior preferably exceeds the width of the interior by a multiple, for example when installed in an electric vehicle. In this way, a sufficiently large length of an electric cable can be accommodated meandering in the interior.
Das Elektrokabel wird zu dem vorgenannten Zweck für das Erreichen einer mäanderförmigen Faltung an einer, vorzugsweise an zwei Seiten horizontal oder zumindest im Wesentlichen horizontal aus dem Innenraum herausgeführt und zwar an einer Seite insbesondere benachbart zum bzw. angrenzend an den Grund des Innenraums und/oder an einer gegenüberliegenden Seite benachbart zur bzw. angrenzend an die Oberseite des Innenraums.The electric cable is led out for the aforementioned purpose for achieving a meandering fold on one, preferably on two sides horizontally or at least substantially horizontally out of the interior and on one side in particular adjacent to or adjacent to the bottom of the interior and / or an opposite side adjacent to or adjacent to the top of the interior.
Um Störungen aufgrund von Verschmutzungen zu vermeiden, wird das Elektrokabel in einer Ausführungsform durch ein oder mehrere, vorzugsweise rotierbar gelagerte und motorisiert antreibbare Reinigungsbürsten geführt. Insbesondere ein oder mehrere Elektromotoren werden für den Antrieb vorgesehen. Wird das Elektrokabel in den Innenraum hinein bewegt und erst durch vorgelagerte Reinigungsbürsten gereinigt, bevor der so gereinigte Abschnitt des Elektrokabels Transportrollen erreicht, so werden auch die Transportrollen besonders zuverlässig vor Verschmutzungen geschützt.To avoid disturbances due to contamination, the electric cable is guided in one embodiment by one or more, preferably rotatably mounted and motorized driven cleaning brushes. In particular, one or more electric motors are provided for the drive. If the electric cable is moved into the interior and only cleaned by upstream cleaning brushes before the so cleaned section of the electric cable reaches transport rollers, so the transport rollers are particularly reliable protection against contamination.
Der Innenraum umfasst in einer Ausführungsform einen Vorraum, in dem ein oder mehrere Reinigungsbürsten und/oder ein oder mehrere Transportrollen und/oder motorisierte Antriebsmittel untergebracht und damit geschützt sind. Der Vorraum dient nicht der Unterbringung des Elektrokabel, sondern nur der sich daran anschließende Teil des Innenraums. Unterhalb des Vorraums ist zweckmäßig eine Elektronik für die Steuerung des Transportmittels und/oder von ein oder mehreren rotierenden Bürsten angeordnet. Die Elektronik wird so vor Nässe geschützt, die insbesondere durch das Elektrokabel in den Vorraum transportiert werden könnte.The interior comprises in one embodiment an antechamber in which one or more cleaning brushes and / or one or more transport rollers and / or motorized drive means are accommodated and thus protected. The vestibule is not used to accommodate the electric cable, but only the adjoining part of the interior. Below the vestibule, electronics for the control of the means of transport and / or of one or more rotating brushes is expediently arranged. The electronics are thus protected against moisture, which could be transported in particular by the electric cable in the vestibule.
Es genügt regelmäßig ein Innenraum, der maximal 50 cm, vorzugsweise maximal 30 cm hoch und maximal 60 cm, vorzugsweise maximal 40 cm lang ist, um so ein hinreichend langes Elektrokabel unterbringen zu können, damit eine Ladebuchse bzw. eine Steckdose einer Ladestation erreicht werden kann. Hinzu kommt ggfs. ein Volumen für den genannten Vorraum.It is sufficient regularly an interior space that is a maximum of 50 cm, preferably at most 30 cm high and 60 cm maximum, preferably a maximum of 40 cm long, so as to accommodate a sufficiently long electric cable, so that a charging socket or a socket of a charging station can be achieved , In addition, if necessary, a volume for the aforementioned vestibule.
Vorzugsweise umfasst der Innenraum am Grund einen Ablauf, über den in den Innenraum gelangte Flüssigkeit wieder herausfließen kann. Der Ablauf mündet zweckmäßig in einen parallel verlaufenden Kanal ein, um Flüssigkeit an geeigneter Stelle auslaufen lassen zu konnen.Preferably, the interior space at the bottom comprises a drain over which liquid which has reached the interior can flow out again. The drain expediently opens into a parallel channel in order to allow liquid to drain at a suitable point.
Vorzugsweise ist zumindest ein Teil der Ladeeinrichtung schwenkbar ausgeführt. Dieser schwenkbare Teil umfasst den genannten Kanal für die Aufnahme des Ladesteckers sowie die weitere, vorzugsweise fest angebrachte Ladeverbindungseinheit, die insbesondere für ein Aufladen mittels Gleichstrom vorgesehen ist. Der schwenkbare Teil ist so angebracht, dass dieser gegenüber der Karosserie des Elektrofahrzeugs heraus geschwenkt werden kann, um so einen besonders leichten Zugang zu Ladestecker und Ladeverbindungseinheit zu schaffen.Preferably, at least a part of the charging device is designed to be pivotable. This pivotable part comprises said channel for receiving the charging plug and the further, preferably permanently mounted charging connection unit, which is provided in particular for charging by means of direct current. The pivotable part is mounted so that it can be pivoted out with respect to the body of the electric vehicle, so as to provide a particularly easy access to the charging plug and charging connection unit.
Eine Ladebuchse bzw. ein Ladestecker weist im Fall von Gleichstrom oder Einphasenwechselstrom wenigstens zwei Pole für zwei elektrische Leiter auf. Das Vorsehen eines dritten Pols, der der Erdung dient, ist allerdings zweckmäßig. Darüber hinaus können noch Pole vorgesehen sein, die Steuerungszwecken dienen.A charging socket or a charging plug has at least two poles for two electrical conductors in the case of direct current or single-phase alternating current. The provision of a third pole, which serves to ground, however, is appropriate. In addition, poles may still be provided, which serve control purposes.
Im Fall eines Ladesteckers sowie einer Ladebuchse für Drehstrom sind mehr als zwei Pole für den Strom, der dem Aufladen dient, vorgesehen. Es handelt sich insbesondere um fünf Pole. Hinzu kommen optional Pole für Steuerungszwecke. Die Anordnung der Pole erfolgt bevorzugt gemäß einschlägiger Normen und/oder Industriestandards.In the case of a charging plug and a charging socket for three-phase current, more than two poles are provided for the charging current. These are in particular five poles. There are also optional poles for control purposes. The arrangement of the poles is preferably carried out in accordance with relevant standards and / or industry standards.
Die Ladeeinrichtung kann auch mehr als zwei Anschlussmöglichkeiten, also mehr als zwei Ladebuchsen bzw. Ladestecker umfassen, so zum Beispiel eine Anschlussmöglichkeit für Einphasenwechselstrom, eine Anschlussmöglichkeit für Drehstrom, um damit das Aufladen durch Privathaushalte zu ermöglichen, sowie eine Anschlussmöglichkeit für Gleichstrom für ein schnelles Aufladen an öffentlichen Ladestationen.The charging device may also include more than two connection options, that is, more than two charging sockets or charging plugs, such as a connection option for single-phase alternating current, a connection for three-phase, so as to allow charging by private households, as well as a connection for DC power for fast charging at public charging stations.
Die
Seitlich an der der Ladebuchse
Die Drehfalle
In der
Mit Hilfe des Antriebs
Die Ausführungsform in der
Das in der
In der
In der
Die
Das andere Ende des Elektrokabels
Der Ladestecker
In dieser Mulde
Eine Elektronik
Die in der
Die schwenkbare Verbindungseinrichtung
Darüber hinaus umfasst die schwenkbare Verbindungseinrichtung
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Ladesteckercharging plug
- 22
- Ladebuchsecharging socket
- 33
- Bolzenbolt
- 44
- Drehfallecatch
- 55
- Sperrklinkenratchets
- 66
- Fangarmtentacle
- 77
- RasteinbuchtungRasteinbuchtung
- 88th
- Lastarmload arm
- 99
- Achseaxis
- 1010
- Achseaxis
- 1111
- elektromotorischer Antriebelectric motor drive
- 1212
- Spindelspindle
- 1313
- sägezahnförmige Oberflächesawtooth-shaped surface
- 1414
- KetteChain
- 1515
- BowdenzugBowden
- 1616
- Ladeeinrichtungloader
- 1717
- Innenrauminner space
- 1818
- Verbindungseinrichtungconnecting device
- 1919
- Elektrokabelelectric cable
- 2020
- Wandwall
- 2121
- Ablaufprocedure
- 2222
- Ladesteckercharging plug
- 2323
- Auflageedition
- 2424
- Antriebsrollen, AntriebsrollenDrive rollers, drive rollers
- 2525
- Bürstento brush
- 2626
- Öffnungsbereichopening area
- 2727
- Motorengine
- 2828
- Motorengine
- 2929
- Verjüngungrejuvenation
- 3030
- Anschlagattack
- 31 31
- Kanalchannel
- 3232
- Muldetrough
- 3333
- Ladebuchsecharging socket
- 3434
- Elektrokabelelectric cable
- 3535
- Elektronikelectronics
- 3636
- Trennwandpartition wall
- 3737
- Karosseriebody
- 3838
- Ladesteckercharging plug
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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Claims (15)
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Publications (1)
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