DE102010041317A1

DE102010041317A1 - Charging device for charging battery of electric car, has accommodating heads for mechanical connection of device with another charging device and for electrical connection of electric contacts of respective devices with each other

Info

Publication number: DE102010041317A1
Application number: DE102010041317A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Kordowski; Michael Scholz; Volker Westerwick; Uwe Reddmann; Kurt Standke
Original assignee: Kiekert AG; REMA Lipprandt GmbH and Co KG
Current assignee: Kiekert AG; REMA Lipprandt GmbH and Co KG
Priority date: 2010-09-24
Filing date: 2010-09-24
Publication date: 2012-03-29
Anticipated expiration: 2030-09-25
Also published as: DE102010041317B4

Abstract

The device (1) has electric contacts (9, 19) for charging a battery of an electric car with direct current (DC) and/or alternating current (AC). Movable accommodating heads (7, 8) are provided for mechanical connection of the device with another charging device (2) and for electrical connection of the contacts with electric contacts of the latter device by movement of the heads. The heads are moved by a spindle (13), an electric motor (20), a worm gear (21) and a worm wheel (22) and pressed by springs (16) in an accommodating position. An independent claim is also included for a method for connection of two charging devices.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ladeeinrichtung für ein Elektrofahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention relates to a charging device for an electric vehicle having the features of the preamble of claim 1.

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 kann Teil des Elektrofahrzeugs oder Teil einer Ladestation sein. Eine Ladestation meint eine Station, die so eingerichtet ist, dass die Batterie eines Elektrofahrzeugs aufgeladen werden kann, wenn die Ladeeinrichtung des Elektrofahrzeugs mit der Ladeeinrichtung der Ladestation elektrisch verbunden worden ist. Die Ladeeinrichtung umfasst elektrische Kontakte für ein elektrisches Verbinden mit elektrischen Kontakten einer weiteren Ladeeinrichtung. An die elektrischen Kontakte sind elektrisch leitende Kabel angeschlossen, die mit der Ladestation oder mit dem Elektrofahrzeug an vorgesehener Stelle verbunden 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 may be part of the electric vehicle or part of a charging station. A charging station means a station which is arranged so that the battery of an electric vehicle can be charged when the charging device of the electric vehicle has been electrically connected to the charging device of the charging station. The charging device comprises electrical contacts for electrical connection to electrical contacts of a further charging device. To the electrical contacts electrically conductive cables are connected, which are connected to the charging station or with the electric vehicle at the intended location.

Aus der Druckschrift DE 10 2009 052 366 A1 geht eine Ladeeinrichtung eines Elektrofahrzeugs hervor, welches zum einen eine Steckdose beziehungsweise eine Ladebuchse und zum anderen einen Ladestecker umfasst, der mit einem Elektrokabel verbunden ist. Ladestecker und Ladebuchse sind hinter einem oder zwei Deckeln der Karosserie des Elektrofahrzeugs untergebracht. Für ein Aufladen kann der Ladestecker nach dem Öffnen des entsprechenden Deckels herausgezogen und in eine Steckdose eingesteckt werden. Umgekehrt kann ein externer Ladestecker, der mit einem Elektrokabel verbunden ist, in die Steckdose des Elektrofahrzeugs gesteckt werden, um das Fahrzeug aufzuladen. Aus dieser Druckschrift DE 10 2009 052 366 A1 gehen verschiedene Möglichkeiten hervor, das Elektrokabel geeignet im Elektrofahrzeug unterzubringen. So wird eine Trommel mit Einzug vorgeschlagen, auf der das Elektrokabel aufgewickelt werden kann.From the publication DE 10 2009 052 366 A1 goes out a charging device of an electric vehicle, which on the one hand a socket or a charging socket and on the other hand comprises a charging plug, which is connected to an electric cable. Charging plug and charging socket are housed behind one or two covers of the body of the electric vehicle. For charging, the charging plug can be pulled out after opening the corresponding cover and plugged into a socket. Conversely, an external charging plug connected to an electric cable can be plugged into the socket of the electric vehicle to charge the vehicle. From this document DE 10 2009 052 366 A1 There are several ways to fit the electric cable in the electric vehicle. Thus, a drum is proposed with indentation on which the electric cable can be wound up.

Federkräfte können vorgesehen sein, um ein Elektrokabel in einen Innenraum einziehen zu können. Optional kann zusätzlich ein Servomotor vorgesehen sein.Spring forces can be provided in order to be able to move an electric cable into an interior space. Optionally, a servomotor may additionally be provided.

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 DE 44 46 406 A1 geht ein Stromempfangsstecker für ein Aufladen einer Batterie eines Elektrofahrzeugs mit Wechselstrom sowie mit Gleichstrom hervor. Der Stromempfangsstecker umfasst einen Wechselstromempfangsabschnitt und einen davon getrennten Gleichstromempfangsabschnitt. Beide Abschnitte können durch eine erste Kappe abgedeckt werden. In die erste Kappe ist eine zweite Kappe integriert, welche im geöffneten Zustand einen eingeschränkten Zugang zu dem Wechselstromabschnitt ermöglicht.From the publication DE 44 46 406 A1 For example, a power reception plug is provided for charging a battery of an electric vehicle with both AC and DC power. The power receiving connector includes an AC receiving section and a DC receiving section separated therefrom. Both sections can be covered by a first cap. In the first cap, a second cap is integrated, which allows in the open state limited access to the AC section.

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 US 5,758,414 A bekannt.An electrical connection element for an electric vehicle, which is intended both for charging by means of direct current and for charging by means of alternating current, is also known from US Pat US 5,758,414 A known.

Um eine Verbindung zwischen einem Ladestecker und einer Ladebuchse während eines Aufladens einer Batterie eines Elektrofahrzeugs zu schützen, wird eine solche Verbindung während des Aufladens verriegelt. So geht aus der Druckschrift DE 196 42 687 A1 ein Stellantrieb hervor, mit dem die Verbindung eines Ladesteckers und einer Ladebuchse eines Elektrokraftfahrzeugs verriegelt wird.To protect a connection between a charging plug and a charging socket during charging of a battery of an electric vehicle, such a connection is locked during charging. This is how the document goes DE 196 42 687 A1 an actuator with which the connection of a charging plug and a charging socket of an electric motor vehicle is locked.

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 Lösung der Aufgabe umfasst eine Ladeeinrichtung die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.To achieve the object, a charging device comprises the features of claim 1. Advantageous embodiments emerge from the subclaims.

Die für ein Elektrofahrzeug vorgesehene Ladeeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 umfasst eine Mehrzahl von elektrischen Kontakten für ein Aufladen der Batterie eines Elektrofahrzeugs mit Gleichstrom und/oder Wechselstrom. Diese Ladeeinrichtung weist einen bewegbaren, d. h. bewegbar angebrachten Aufnahmekopf für ein mechanisches Verbinden der Ladeeinrichtung mit einer weiteren Ladeeinrichtung auf. Der Aufnahmekopf ist so bewegbar, dass durch eine Bewegung des Aufnahmekopfes relativ zu weiteren Elementen der anspruchsgemäßen Ladeeinrichtung ein oder mehrere elektrische Kontakte der Ladeeinrichtung mit ein oder mehreren elektrischen Kontakten der weiteren Ladeeinrichtung verbunden oder solche Verbindungen gelöst werden können. Es werden also zwischen den beiden Ladeeinrichtungen durch Bewegen des Aufnahmekopfes ein oder mehrere elektrische Verbindungen hergestellt oder gelöst.The intended for an electric vehicle charging device having the features of claim 1 comprises a plurality of electrical contacts for charging the battery of an electric vehicle with DC and / or AC. This loading device has a movable, d. H. movably mounted receiving head for mechanically connecting the charging device with a further charging device. The receiving head is movable so that one or more electrical contacts of the charging device can be connected to one or more electrical contacts of the further charging device or such connections can be released by movement of the receiving head relative to other elements of the claimed charging device. Thus, one or more electrical connections are made or released between the two charging devices by moving the pickup head.

Vor einem Verbinden befindet sich der Aufnahmekopf in einer Aufnahmestellung. Die anspruchsgemäße Ladeeinrichtung wird mit einer weiteren Ladeeinrichtung zunächst einmal mechanisch verbunden, indem die weitere Ladeeinrichtung mit dem in der Aufnahmestellung befindlichem Aufnahmekopf mechanisch verbunden wird. Zugleich können durch ein solches mechanisches Verbinden ein oder mehrere elektrische Kontakte hergestellt werden. Nach dem mechanischen Verbinden wird der Aufnahmekopf aus der Aufnahmestellung heraus bewegt und zwar insbesondere in Richtung von ein oder mehreren elektrischen Kontakten der anspruchsgemäßen Ladeeinrichtung. Der Aufnahmekopf wird dann also relativ zu ein oder mehreren elektrischen Kontakten der anspruchsgemäßen Ladeeinrichtung bewegt. Durch diese Bewegung werden weitere elektrische Kontakte der beiden Ladeeinrichtungen miteinander elektrisch verbunden. Es findet also ein zweistufiges Verbinden statt. Die erste Stufe umfasst ein mechanisches Verbinden von zwei Ladeeinrichtungen. Die zweite Stufe umfasst ein elektrisches Verbinden. Durch das zweistufige Verbinden wird vermieden, dass im Rahmen des mechanischen Verbindens, also im Rahmen der ersten Stufe eine übermäßige Kraft aufgewendet werden muss. Die für ein mechanisches Verbinden erforderliche Kraft kann auf diese Weise gering gehalten werden, so dass die mechanische Verbindung ohne großen Kraftaufwand manuell hergestellt werden kann. Das mechanische Verbinden erfolgt daher bevorzugt manuell. Das nachfolgende Verbinden von elektrischen Kontakten im Rahmen der zweiten Stufe kann zwar ebenfalls manuell erfolgen, indem der Aufnahmekopf manuell bewegt wird, so zum Beispiel mit manueller Kraft in Richtung von ein oder mehreren elektrischen Kontakten der anspruchsgemäßen Ladeeinrichtung gedrückt wird. Bevorzugt erfolgt jedoch das sich anschließende elektrische Verbinden im Rahmen der zweiten Stufe mit Hilfe von wenigstens einem Antriebsmittel. Das wenigstens eine Antriebsmittel umfasst vorzugsweise ein elektrisches Antriebsmittel. Dann ist für das nachfolgende elektrische Verbinden keine manuelle Kraft mehr erforderlich, was den Komfort erhöht.Before a connection, the recording head is in a receiving position. The claimed charging device is initially mechanically connected to a further charging device by the further charging device befindlichem with the befindlichem in the receiving position Recording head is mechanically connected. At the same time, one or more electrical contacts can be produced by such a mechanical connection. After the mechanical connection of the recording head is moved out of the receiving position and in particular in the direction of one or more electrical contacts of the claimed charging device. The receiving head is then moved relative to one or more electrical contacts of the claimed charging device. By this movement further electrical contacts of the two charging devices are electrically connected to each other. So there is a two-stage connection instead. The first stage involves mechanically connecting two charging devices. The second stage involves electrical connection. The two-stage connection avoids that an excessive force must be expended in the context of the mechanical connection, ie in the first stage. The force required for a mechanical connection can be kept low in this way, so that the mechanical connection can be made manually without much effort. The mechanical connection is therefore preferably done manually. Although the subsequent connection of electrical contacts in the context of the second stage can also be done manually by the recording head is moved manually, so for example, with manual force in the direction of one or more electrical contacts of the claimed charging device is pressed. Preferably, however, the subsequent electrical connection takes place in the context of the second stage with the aid of at least one drive means. The at least one drive means preferably comprises an electric drive means. Then manual force is no longer required for subsequent electrical connection, which increases comfort.

In einer Ausführungsform wird der Aufnahmekopf durch ein oder mehrere Federn in die Aufnahmestellung gedrückt, in der der Aufnahmekopf eine weitere Ladeeinrichtung aufzunehmen vermag. Die ein oder mehrerer Federn sind in der Aufnahmestellung hinreichend vorgespannt, so dass das mechanische Verbinden nicht mit einer solchen Bewegung des Aufnahmekopfes einhergeht, die ein elektrisches Verbinden bewirkt.In one embodiment, the receiving head is pressed by one or more springs in the receiving position, in which the receiving head is able to accommodate a further charging device. The one or more springs are sufficiently biased in the receiving position, so that the mechanical connection is not accompanied by such a movement of the receiving head, which causes an electrical connection.

Alternativ kann der Aufnahmekopf in der Aufnahmestellung beispielsweise arretiert sein. Nach dem mechanischen Verbinden oder durch das mechanische Verbinden wird diese Arretierung gelöst, um eine Bewegung des Aufnahmekopfes in Richtung von ein oder mehreren elektrischen Kontakten zu ermöglichen. Ein mechanisches Verbinden kann zum Beispiel bewirken, dass mit dem Erreichen der Endstellung der mechanischen Verbindung ein rampenförmig ausgestaltetes Element durch die weitere Ladeeinrichtung gegen eine Federspannung aus der Arretierungsstellung heraus gedrückt wird. Mittelbar oder unmittelbar kann durch diese Bewegung des rampenförmig ausgestalteten Elements die Arretierung gelöst werden.Alternatively, the receiving head may be locked in the receiving position, for example. After mechanical connection or mechanical connection, this lock is released to allow movement of the pickup head in the direction of one or more electrical contacts. For example, a mechanical connection can cause a ramp-shaped element to be pressed out of the locking position against the spring tension by reaching the end position of the mechanical connection. Indirectly or directly, the lock can be released by this movement of the ramp-shaped element.

Die vorgenannten ein oder mehreren Federn können zum Beispiel vorgespannt zwischen einer Grundplatte bzw. Grundfläche des Aufnahmekopfes und einer weiteren Grundplatte bzw. Grundfläche der Ladeeinrichtung angeordnet sein, um ein störungsfreies zweistufiges Verbinden zu gewährleisten. Insbesondere bei dieser Ausführungsform sind ein oder mehrere, relativ zu dem Aufnahmekopf bewegbare elektrische Kontakte fest mit der weiteren Grundplatte verbunden. Diese ein oder mehreren elektrischen Kontakte stehen dann vorzugsweise senkrecht von der weiteren Grundplatte in Richtung Aufnahmekopf ab. Zweckmäßig reichen die elektrischen Kontakte bis zu Bohrungen innerhalb der Grundplatte des Aufnahmekopfes oder sogar in diese hinein, wenn sich der Aufnahmekopf in der Aufnahmestellung befindet. Es werden so der erforderliche Bauraum und Bewegungen des Aufnahmekopfes minimiert.The aforesaid one or more springs may, for example, be biased between a base of the receiving head and another base of the charging device to ensure trouble-free two-stage connection. In particular, in this embodiment, one or more, relative to the receiving head movable electrical contacts are firmly connected to the other base plate. These one or more electrical contacts are then preferably perpendicular from the other base plate in the direction of recording head. Suitably, the electrical contacts extend to holes within or even into the base of the pick-up head when the pick-up head is in the pick-up position. It will minimize the required space and movements of the recording head.

Umfasst das mechanische Verbinden auch ein elektrisches Verbinden, dann sind zweckmäßig ein oder mehrere elektrische Kontakte mit dem Aufnahmekopf fest verbunden und stehen vorzugsweise senkrecht von dieser Grundplatte ab.If the mechanical connection also includes an electrical connection, then one or more electrical contacts are expediently firmly connected to the receiving head and are preferably perpendicular to this base plate.

Die beiden vorgenannten Grundplatten sind zweckmäßig parallel zueinander angeordnet.The two aforementioned base plates are expediently arranged parallel to one another.

Sind mit dem Aufnahmekopf ein oder mehrere elektrische Kontakte fest verbunden, dann sind diese ein oder mehreren elektrischen Kontakte vorzugsweise mit einem zumindest teilweise spiralförmig verlaufendem Kabel verbunden. Insbesondere ist ein spiralförmiger Bereich des bzw. der Kabel zwischen den beiden vorgenannten Grundplatten vorgesehen. Befindet sich der Aufnahmekopf in seiner Aufnahmestellung, so sind die entsprechenden spiralförmigen Kabelabschnitte vorgespannt. Nach der zweiten Stufe des Verbindens ist diese Vorspannung zumindest verringert worden. Durch diese Ausführungsform wird erreicht, dass die betroffenen Kabelabschnitte ein Bewegen des Aufnahmekopfes zumindest nicht übermäßig behindern.Are one or more electrical contacts firmly connected to the recording head, then these one or more electrical contacts are preferably connected to an at least partially spiraling cable. In particular, a helical region of the cable or cables between the two aforementioned base plates is provided. The recording head is in its receiving position, the corresponding spiral cable sections are biased. After the second stage of bonding, this bias has at least been reduced. By means of this embodiment it is achieved that the affected cable sections at least do not unduly hinder a movement of the receiving head.

Alternativ oder ergänzend können für die vorgenannten Kabelabschnitte ein oder mehrere Rückstellmittel vorgesehen sein. die die entsprechenden Kabelabschnitte vom Aufnahmekopf weg bewegen können. Ein solches Rückstellmittel kann zum Beispiel eine vorgespannte Feder sein, die an der genannten weiteren Grundplatte mit einem Ende angebracht ist und mit dem anderen Ende mit einem der genannten Kabel fest verbunden ist. Die Feder ist außerhalb des Raumes angeordnet, der sich zwischen den beiden genannten Grundplatten befindet. Das Elektrokabel ist dann beweglich durch die weitere Grundplatte hindurch geführt und im übrigen mit einem elektrischen Kontakt des Aufnahmekopfes fest verbunden. Auch durch diese Ausführungsform wird bewirkt, dass das entsprechende Kabel eine Bewegung des Aufnahmekopfes nicht oder zumindest praktisch nicht zu behindern vermag.Alternatively or additionally, one or more return means may be provided for the aforesaid cable sections. which can move the corresponding cable sections away from the pickup head. Such return means may for example be a preloaded spring which is attached to said further base plate with one end and fixedly connected at the other end to one of said cables. The spring is arranged outside the room, which is located between the two mentioned base plates. The electric cable is then guided movably through the further base plate and, moreover, firmly connected to an electrical contact of the receiving head. This embodiment also has the effect that the corresponding cable is unable or at least practically unable to hinder movement of the receiving head.

Die Ladeeinrichtung umfasst in einer Ausführungsform wenigstens ein Antriebsmittel für ein Bewegen des Aufnahmekopfs. Mit Hilfe des wenigstens einen Antriebsmittels kann daher die Ladeeinrichtung mit einer weiteren Ladeeinrichtung im Rahmen der zweiten Stufe elektrisch verbunden werden, um anschließend das Elektrofahrzeug aufladen zu können. Alternativ oder ergänzend kann mit dem wenigstens einen Antriebsmittel eine solche elektrische Verbindung gelöst werden.The charging device comprises in one embodiment at least one drive means for moving the pickup head. With the aid of the at least one drive means, therefore, the charging device can be electrically connected to a further charging device in the context of the second stage, in order subsequently to be able to charge the electric vehicle. Alternatively or additionally, with the at least one drive means such an electrical connection can be achieved.

Mit Hilfe des wenigstens einen Antriebsmittels kann alternativ, vorzugsweise aber ergänzend zusätzlich eine mechanische Verbindung zwischen der Ladeeinrichtung und der weiteren Ladeeinrichtung verriegelt und/oder entriegelt werden. Ist eine solche mechanische Verbindung verriegelt worden, so muss zunächst erst wieder entriegelt werden, um die mechanische Verbindung wieder lösen zu können.With the aid of the at least one drive means, alternatively, but preferably additionally, a mechanical connection between the charging device and the further charging device can be locked and / or unlocked. If such a mechanical connection has been locked, it must first be unlocked again in order to be able to release the mechanical connection again.

Wenigstens ein Antriebsmittel der Ladeeinrichtung wird also in einer Ausführungsform in zweifacher Hinsicht genutzt und zwar zum einen für ein elektrisches Verbinden und/oder Lösen und zum anderen für ein Verriegeln und/oder Entriegeln einer mechanischen Verbindung zwischen der Ladeeinrichtung und der weiteren Ladeeinrichtung. Die Verriegelung dient vor allem dem Schutz der mechanischen Verbindung beispielsweise vor unbefugter Manipulation.At least one drive means of the charging device is therefore used in one embodiment in two respects, namely for an electrical connection and / or release and for locking and / or unlocking a mechanical connection between the charging device and the other charging device. The locking is used primarily to protect the mechanical connection, for example against unauthorized manipulation.

Die Ladeeinrichtung ist also insbesondere so beschaffen, dass diese zunächst mit einer weiteren Ladeeinrichtung manuell mechanisch verbunden wird, ohne zugleich vollständig die vorgesehenen elektrischen Verbindungen herzustellen. Erst nach dem manuellen mechanischen Verbinden erfolgt ein Verbinden von bewegbaren elektrischen Kontakten und zwar insbesondere zumindest der Gruppe von elektrischen Kontakten, die den größten Kraftaufwand für ein elektrisches Verbinden erfordern. Das elektrische Verbinden von elektrischen Kontakten im Anschluss an das genannte mechanische Verbinden kann beispielsweise mit Hilfe einer Hebelmechanik manuell erfolgen. Die Hebelmechanik stellt dann das wenigstens eine Antriebsmittel dar. Vorzugsweise ist das wenigstens eine Antriebsmittel jedoch so vorgesehen, dass das elektrische Verbinden keinen manuellen Kraftaufwand erfordert.The charging device is therefore in particular such that it is initially mechanically connected mechanically to a further charging device, without at the same time completely producing the intended electrical connections. Only after the manual mechanical connection takes place a connection of movable electrical contacts and in particular at least the group of electrical contacts that require the greatest effort for an electrical connection. The electrical connection of electrical contacts following said mechanical connection can be done manually, for example, by means of a lever mechanism. The lever mechanism then represents the at least one drive means. Preferably, however, the at least one drive means is provided such that the electrical connection does not require manual effort.

Das wenigstens eine Antriebsmittel umfasst insbesondere einen elektrischen Antrieb. Mit nur einem elektrischen Antrieb ist es in einer besonders bevorzugten Ausführungsform möglich, sowohl zu verriegeln und/oder zu entriegeln als auch elektrisch zu verbinden. Dies ermöglicht es, stromsparend mit geringem Bauraum die Ziele „Verriegeln” und „elektrisches Verbinden” zu erreichen. Als elektrischer Antrieb kann ein Elektromotor, ein elektromagnetischer Antrieb und/oder ein elektrischer Antrieb mit einer Formgedächtnislegierung eingesetzt sein. Die Verriegelung kann ähnlich wie die Falle eine Türschlosses als Einschnappverriegelung ausgestaltet sein. Es wird dann beispielsweise ein Verriegelungselement zunächst gegen eine Federkraft aufgrund einer Rampe zurück gedrückt, bis dieses aufgrund der Federkraft in die Verriegelungsstellung bzw. Verriegelungsposition zurück springt. Der elektrische Antrieb dient dann nur noch der Entriegelung, nicht aber der Verriegelung.The at least one drive means comprises in particular an electric drive. With only one electric drive, it is possible in a particularly preferred embodiment, both to lock and / or unlock as well as to connect electrically. This makes it possible to achieve the goals of "locking" and "electrical connection" in a space-saving manner with a small installation space. As an electric drive, an electric motor, an electromagnetic drive and / or an electric drive can be used with a shape memory alloy. The lock may be similar to the case of a door lock configured as a snap lock. It is then, for example, a locking element initially pressed against a spring force due to a ramp back until it jumps back into the locking position or locking position due to the spring force. The electric drive is then only the unlocking, but not the lock.

Die Ladeeinrichtung kann Teil eines Elektrofahrzeugs sein oder aber Teil einer Ladestation, die den Strom für das Aufladen eines Elektrofahrzeugs zu liefern vermag. Die Ladestation kann Gleichstrom und/oder Wechselstrom so zum Beispiel Drehstrom, also Dreiphasenwechselstrom oder Einphasenwechselstrom für ein Aufladen der Batterie eines Elektrofahrzeugs liefern. Wird die anspruchsgemäße Ladeeinrichtung als Teil einer Ladestation mit einer dazu korrespondierenden Ladeeinrichtung eines Elektrofahrzeugs mechanisch und elektrisch zweistufig verbunden, so kann anschließend eine Batterie des Elektrofahrzeugs aufgeladen werden. Die Ladeeinrichtung kann eine konventionelle Ladebuchse oder ein konventioneller Ladestecker für ein Aufladen mit Wechselstrom oder für ein Aufladen mit Gleichstrom sein oder umfassen. Die Ladeeinrichtung kann ein aus einem Innenraum heraus und hinein bewegbares Elektrokabel mit einem daran angebrachten Ladestecker oder einer daran angebrachten Ladebuchse umfassen. Ein solches bewegbares Elektrokabel wird insbesondere mit ein oder mehreren elektrisch antreibbaren Transportrollen bewegt, die an dem Elektrokabel formschlüssig und/oder reibschlüssig anliegen.The charging device may be part of an electric vehicle or part of a charging station, which is able to supply the electricity for charging an electric vehicle. The charging station can supply direct current and / or alternating current, for example three-phase current, ie three-phase alternating current or single-phase alternating current for charging the battery of an electric vehicle. If the claimed charging device is mechanically and electrically connected in two stages as part of a charging station with a corresponding charging device of an electric vehicle, a battery of the electric vehicle can then be charged. The charging device may be or include a conventional charging socket or plug for charging with alternating current or for charging with direct current. The charging device may comprise an electric cable which can be moved out of an inner space and into it, with an attached charging plug or a charging socket attached thereto. Such a movable electric cable is moved in particular with one or more electrically driven transport rollers which rest against the electric cable in a form-fitting and / or frictionally engaged manner.

Vorzugsweise umfasst die Ladeeinrichtung einerseits elektrische Kontakte, die dem Aufladen mit Gleichstrom dienen, und andererseits elektrische Kontakte, die dem Aufladen mit Wechselstrom dienen. Darüber hinaus kann die Ladeeinrichtung elektrische Kontakte umfassen, die Steuerungszwecken oder anderen sekundären Zwecken dienen, so zum Beispiel der Zuführung von Strom zu einem elektrischen Antrieb oder einer elektrischen Verriegelungseinrichtung. Es stehen bei dieser Ausführungsform wenigstens zwei verschiedene Anschlussmöglichkeiten für ein Aufladen mit Strom zur Verfügung. In einer Ausführungsform dient die eine Anschlussmöglichkeit dem Aufladen insbesondere mit einem Einphasen-Wechselstrom und/oder Drehstrom, also einem Dreiphasen-Wechselstrom, und die andere Anschlussmöglichkeit dem Aufladen mit Gleichstrom. Es kann bei dieser Ausführungsform mit konventionellem Wechselstrom eines privaten Haushalts im Privatbereich aufgeladen werden oder aber mit Gleichstrom an dafür eingerichteten Ladestationen. An den zuletzt genannten Ladestationen wird grundsätzlich mit Gleichstrom aufgeladen und zwar insbesondere mit einer Spannung, die zwischen 400 V und 700 V liegen kann, und insbesondere mit Stromstärken, die mehrere 10 A bis mehrere 100 A betragen können. Typischerweise weisen daher die elektrischen Kontakte, die dem Aufladen mit Gleichstrom dienen, einen größeren Durchmesser als die übrigen elektrischen Kontakte der Ladeeinrichtung auf.Preferably, the charging device comprises, on the one hand, electrical contacts which serve for charging with direct current and, on the other hand, electrical contacts which serve for charging with alternating current. In addition, the charging device may comprise electrical contacts for control purposes or other secondary purposes, such as the supply of power to an electric drive or electrical locking device. There are at least two different connection options for charging with electricity available in this embodiment. In one embodiment, one serves Possibility of charging in particular with a single-phase alternating current and / or three-phase current, ie a three-phase alternating current, and the other possibility of connection charging with direct current. It can be charged in this embodiment with conventional AC of a private household in the private sector or with direct current to charging stations set up for it. At the last mentioned charging stations is generally charged with direct current and in particular with a voltage that can be between 400 V and 700 V, and in particular with currents that can be several 10 A to several 100 A. Typically, therefore, the electrical contacts which serve to charge with direct current, have a larger diameter than the other electrical contacts of the charger.

Nach dem mechanischen Verbinden oder im Rahmen des vorgenannten mechanischen Verbindens von zwei Ladeeinrichtungen wird die mechanische Verbindung in einer Ausführungsform verriegelt, und zwar bevorzugt bevor das wenigstens eine Antriebsmittel elektrisch verbindet, also beispielsweise den Aufnahmekopf in die Endstellung bewegt, die mit Abschluss der zweiten Stufe erreicht wird. Das Verriegeln kann durch einen Sensor ausgelöst werden, wenn dieser registriert, dass zwei Ladeeinrichtungen mechanisch miteinander verbunden wurden. Durch eine solche Verriegelung kann vermieden, dass die mechanische Verbindung zwischen zwei Ladeeinrichtungen wieder gelöst wird, wenn bewegbare elektrische Kontakte in die Endstellung bewegt werden. Die Verriegelung schützt außerdem vor Missbrauch, da erst wieder entriegelt werden muss, bevor die beiden Ladeeinrichtungen voneinander getrennt werden können, damit ein Elektrofahrzeug die Ladestation wieder verlassen kann.After the mechanical connection or in the context of the aforementioned mechanical connection of two charging devices, the mechanical connection is locked in one embodiment, preferably before the electrically connects at least one drive means, so for example, moves the recording head in the end position, which reaches the completion of the second stage becomes. The locking may be triggered by a sensor when it registers that two charging devices have been mechanically connected. By such a lock can be avoided that the mechanical connection between two charging devices is released again when moving electrical contacts are moved to the end position. The lock also protects against misuse, as it must first be unlocked before the two charging devices can be separated from each other so that an electric vehicle can leave the charging station again.

Soll eine hergestellte mechanische und elektrische Verbindung zwischen zwei Ladeeinrichtungen wieder gelöst werden, so wird der Aufnahmekopf zunächst von seiner Endstellung wieder in die Aufnahmestellung bewegt. Eine ggfs. vorhandene mechanische Verbindung wird nun entriegelt. Anschließend kann die mechanische Verbindung gelöst werden, indem die eine Ladeeinrichtung von der anderen weg bewegt wird.If a manufactured mechanical and electrical connection between two charging devices to be solved again, the receiving head is first moved from its end position back into the receiving position. Any existing mechanical connection will now be unlocked. Subsequently, the mechanical connection can be solved by moving one loading device away from the other.

Insbesondere werden die elektrischen Kontakte durch den Antrieb mit elektrischen Kontakten einer weiteren Ladeeinrichtung verbunden, die im Vergleich zu weiteren elektrischen Kontakten der Ladeeinrichtung einen besonders großen Durchmesser aufweisen. Es handelt sich dabei in der Regel um die elektrischen Kontakte, die für ein Aufladen mit Gleichstrom vorgesehen sind. Für elektrische Kontakte mit besonders großem Durchmessern muss grundsätzlich eine relativ große Kraft aufgewendet werden, um diese mit korrespondierenden elektrischen Kontakten einer weiteren Ladeeinrichtung zu verbinden. Es ist daher zweckmäßig, dass zumindest die elektrischen Kontakte mit dem größten Durchmesser mit Hilfe des wenigstens einen Antriebsmittels elektrisch mit elektrischen Gegenkontakten einer weiteren Ladeeinrichtung verbunden werden können.In particular, the electrical contacts are connected by the drive with electrical contacts of a further charging device, which have a particularly large diameter compared to other electrical contacts of the charging device. These are usually the electrical contacts intended for direct current charging. For electrical contacts with particularly large diameters, in principle a relatively large force must be expended in order to connect them with corresponding electrical contacts of a further charging device. It is therefore expedient that at least the electrical contacts with the largest diameter can be electrically connected to electrical mating contacts of a further charging device with the aid of the at least one drive means.

Bevorzugt sind aus vorgenannten Gründen also wenigstens die elektrischen Kontakte relativ zum Aufnahmekopf bewegbar, die dem Anschluss von Gleichstrom für ein Aufladen einer Batterie des Elektrofahrzeugs dienen. Ganz besonders bevorzugt sind nur die elektrischen Kontakte in diesem Sinne bewegbar, die dem Aufladen von Gleichstrom dienen. Dazu kann auch ein Erdungskontakt des Gleichstromanschlusses gehören. Diese Gleichstromkontakte weisen in der Regel den größten Durchmesser im Vergleich zu weiteren elektrischen Kontakten der Ladeeinrichtung auf, da durch diese regelmäßig Gleichströme mit sehr hoher Leistung fließen sollen, um so eine Batterie rasch innerhalb von wenigen Minuten, so zum Beispiel innerhalb von 10 oder 20 Minuten aufladen zu können. Aufgrund der relativ großen Durchmesser müssen grundsätzlich relativ große Kräfte für ein elektrisches Verbinden aufgewendet werden. Daher ist es zweckmäßig, dass zumindest diese Gleichstromkontakte erst nach einem mechanischen Verbinden von zwei Ladeeinrichtungen von einer Ausgangsstellung in die Endstellung bewegt werden, in der elektrische Verbindungen zu elektrischen Gegenkontakten vorliegen.For the aforementioned reasons, therefore, at least the electrical contacts are preferably movable relative to the receiving head, which serve for the connection of direct current for charging a battery of the electric vehicle. Most preferably, only the electrical contacts are movable in this sense, which serve to charge DC. This may also include a ground contact of the DC power connector. These DC contacts usually have the largest diameter compared to other electrical contacts of the charger, as through this regularly DC currents to flow with very high power, so a battery quickly within a few minutes, such as within 10 or 20 minutes to be able to charge. Due to the relatively large diameter must be expended in principle relatively large forces for electrical connection. Therefore, it is expedient that at least these DC contacts are moved only after a mechanical connection of two charging devices from a starting position to the end position in which there are electrical connections to electrical mating contacts.

Die elektrischen Kontakte für Wechselstrom und/oder für Steuerstrom oder andere sekundäre Zwecke sind vorzugsweise unbeweglich am Aufnahmekopf befestigt, um anfänglich zu einer stabilen mechanischen Verbindung von zwei Ladeeinrichtungen beizutragen.The electrical contacts for AC and / or control current or other secondary purposes are preferably fixed immovably to the pickup head to initially contribute to a stable mechanical connection of two charging devices.

Da durch die elektrischen Kontakte, die der Leitung von Steuerströmen oder anderen sekundären Zwecken dienen, grundsätzlich nur vergleichsweise kleine elektrische Ströme fließen, sind die Durchmesser solcher Kontakte grundsätzlich gering und zwar insbesondere geringer als die Durchmesser von elektrischen Kontakten, die der Leitung von Leistungsströmen dienen, mit denen Batterien aufgeladen werden. Bevorzugt sind daher zumindest die elektrischen Kontakte, die der Leitung von Steuerströmen oder für andere sekundäre Zwecke dienen, unbeweglich angebracht. Werden zwei Ladeeinrichtungen zunächst mechanisch verbunden, so werden dann zugleich die unbeweglichen elektrischen Kontakte miteinander elektrisch verbunden. Da die Durchmesser der elektrischen Kontakte, die Steuerströmen und/oder anderen sekundären Zwecken dienen, grundsätzlich gering sind, ist dafür kein übermäßiger Kraftaufwand erforderlich. Eine mechanische Verbindung wird durch unbewegliche Kontakte ausgerichtet und stabilisiert, bevor weitere elektrische Verbindungen durch Bewegen des Aufnahmekopfes in die Endstellung hergestellt werden.Since, in principle, only relatively small electrical currents flow through the electrical contacts which serve to conduct control currents or other secondary purposes, the diameters of such contacts are generally small, in particular smaller than the diameters of electrical contacts which serve to conduct power currents. with which to charge batteries. Preferably, therefore, at least the electrical contacts which serve to conduct control currents or for other secondary purposes are immovably mounted. If two charging devices are initially mechanically connected, then at the same time the immovable electrical contacts are electrically connected to one another. Since the diameters of the electrical contacts serving the control currents and / or other secondary purposes are generally small, no excessive effort is required for this. A mechanical connection is aligned and stabilized by immovable contacts before further electrical Connections are made by moving the recording head to the end position.

Das wenigstens eine Antriebsmittel umfasst in einer Ausführungsform einen Schlitten, der zum Beispiel mit Hilfe einer Schnecke und/oder einer Spindel bewegt wird. Die Schnecke und/oder Spindel wird insbesondere durch einen elektrischen Antrieb angetrieben, so zum Beispiel durch einen Elektromotor.The at least one drive means in one embodiment comprises a carriage which is moved, for example, by means of a worm and / or a spindle. The worm and / or spindle is driven in particular by an electric drive, for example by an electric motor.

In einer Ausführungsform umfasst die Ladeeinrichtung ein Einschnappelement, welches in ein damit korrespondierendes Element einer weiteren korrespondierenden Ladeeinrichtung einzuschnappen vermag. Werden die beiden Ladeeinrichtungen miteinander mechanisch verbunden, so schnappt das Einschnappelement in das korrespondierende Element ein und stellt so eine Einschnappverbindung her. Ist eine Einschnappverbindung hergestellt, so sind die beiden Ladeeinrichtungen miteinander mechanisch verbunden. Vorteilhaft signalisiert das Einschnappen akustisch und/oder haptisch, dass die angestrebte mechanische Verbindung ordnungsgemäß hergestellt worden ist.In one embodiment, the loading device comprises a snap-in element, which is able to snap into a corresponding element of a further corresponding loading device. If the two charging devices are mechanically connected to one another, the snap-in element snaps into the corresponding element and thus establishes a snap-in connection. If a snap connection is made, the two charging devices are mechanically connected to one another. The snap-in signal advantageously indicates acoustically and / or haptically that the desired mechanical connection has been made correctly.

In einer Ausführungsform der Erfindung wird die Einschnappverbindung durch ein Verriegelungselement verriegelt, um so die mechanische Verbindung zu verriegeln. Diese Ausführungsform benötigt einen relativ kleinen Bauraum, wenn neben einer Verriegelung auch eine Einschnappverbindung aus den genannten Gründen vorgesehen sein soll.In one embodiment of the invention, the snap-in connection is locked by a locking element so as to lock the mechanical connection. This embodiment requires a relatively small space, if in addition to a lock and a snap connection should be provided for the reasons mentioned.

Anschließend können bewegbare elektrische Kontakte von der vorgenannten Ausgangsstellung in die vorgenannte Endstellung bewegt werden, ohne dass sich die mechanische Verbindung dadurch lösen könnte. Ein Lösen der mechanischen Verbindung wird durch die verriegelte Einschnappverbindung verhindert, die in einer dafür geeigneten Weise gestaltet und angeordnet ist.Subsequently, movable electrical contacts can be moved from the abovementioned initial position into the abovementioned end position without the mechanical connection being able to be released thereby. Release of the mechanical connection is prevented by the locked snap-fit connection designed and arranged in a suitable manner.

Die Einschnappverbindung umfasst in einer Ausführungsform einen Spreizdübel mit einem verbreiterten Ende, das dem Einrasten in eine Rastnut einer korrespondierenden, weiteren Ladeeinrichtung dient. Innerhalb des Spreizdübels gibt es ein linear bewegbares stangenförmiges Element, welches mit einem verbreiterten Ende angrenzend an den Rastbereich zu enden vermag. Wird das verbreiterte Ende des stangenförmigen Elements in das verbreiterte Ende Spreizdübel hinein bewegt, so wird dadurch eine zuvor hergestellte Einschnappverbindung verriegelt. Diese Ausführungsform einer verriegelbaren Einschnappverbindung benötigt eine nur sehr kleine Grundfläche und kann daher in Aufsicht auf die elektrischen Kontakte gesehen sehr variabel angeordnet werden. Eine Anordnung am Randbereich ist aus Platzgründen in diesem Fall nicht erforderlich. Aus Stabilitätsgründen ist eine Anordnung innerhalb der Grundfläche, die elektrische Kontakte umfasst oder durch die bewegbare elektrische Kontakte hindurch bewegt werden können, sogar zu bevorzugen. Das linear bewegbare, stangenförmige Element ermöglicht eine von der Einschnappverbindung räumlich getrennte Anordnung eines elektrischen Antriebs. Der elektrische Antrieb sowie weitere Antriebsmittel für ein lineares Bewegen des stangenförmigen Elements können daher dort platziert werden, wo hinreichend Bauraum zu Verfügung steht.The snap connection comprises in one embodiment an expansible plug with a widened end, which serves to engage in a latching groove of a corresponding, further charging device. Within the expansion anchor there is a linearly movable rod-shaped element which is able to end with a widened end adjacent to the latching area. If the widened end of the rod-shaped element is moved into the widened end of the expansion dowel, a previously produced snap-in connection is thereby locked. This embodiment of a lockable snap-in connection requires only a very small base area and can therefore be arranged to be very variable viewed from above the electrical contacts. An arrangement on the edge area is not necessary for reasons of space in this case. For stability reasons, an arrangement within the footprint that includes electrical contacts or through which movable electrical contacts can be moved is even preferable. The linearly movable rod-shaped element allows a spatially separated from the snap connection arrangement of an electric drive. The electric drive and further drive means for a linear movement of the rod-shaped element can therefore be placed where sufficient space is available.

Das verbreiterte Ende des Spreizdübels besteht grundsätzlich aus einem elastischen Material wie zum Beispiel einem elastischen Kunststoffmaterial. Das verbreiterte Ende des stangenförmigen Elements besteht grundsätzlich aus einem vergleichsweise starrem Material und zwar insbesondere aus Metall. Das stangenförmige Element ist bevorzugt als Spindel ausgestaltet und vorzugsweise drehfest angeordnet. Eine drehfest angeordnete Spindel kann durch ein sich drehendes und darüber hinaus ortsfest angeordnetes Innengewinde, welches an dem Außengewinde der Spindel anliegt, auf technisch einfache Weise linear in gewünschter Weise bewegt werden.The widened end of the expansion anchor is basically made of an elastic material such as an elastic plastic material. The widened end of the rod-shaped element basically consists of a comparatively rigid material, in particular of metal. The rod-shaped element is preferably designed as a spindle and preferably arranged rotationally fixed. A non-rotatably arranged spindle can be moved in a technically simple manner linearly in a desired manner by a rotating and beyond stationary arranged internal thread which bears against the external thread of the spindle.

In einer Ausführungsform der Erfindung dient das linear bewegliche, stangenförmige Element der Verriegelungseinrichtung zugleich auch der Relativbewegung von elektrischen Kontakten zur Herstellung und/oder für ein Lösen von ein oder mehreren elektrischen Verbindungen zwischen zwei Ladeeinrichtungen. Insbesondere ist dann das Einschnappelement und damit die Einschnappverbindung innerhalb der Ladeeinrichtung bewegbar angeordnet. Ein Bewegen einer hergestellten und vorzugsweise auch bereits verriegelten Einschnappverbindung bewegt die beiden betroffenen Ladeeinrichtungen aufeinander zu oder voneinander weg. Diese Bewegungen werden für ein Herstellen oder Lösen von elektrischen Verbindungen genutzt.In one embodiment of the invention, the linearly movable rod-shaped element of the locking device also serves for the relative movement of electrical contacts for the production and / or for a release of one or more electrical connections between two charging devices. In particular, then the snap-in element and thus the Einschnappverbindung is arranged movably within the charging device. Moving a manufactured and preferably already latched snap connection moves the two loading devices concerned towards or away from each other. These movements are used to make or break electrical connections.

Die Doppelfunktion des stangenförmigen Elements spart Teile und Bauraum ein. Weitere Antriebsmittel für das Herstellen oder Lösen von elektrischen Verbindungen können entfernt von der Einschnappverbindung und damit variabel den Bauraumerfordernissen entsprechend angeordnet werden.The dual function of the rod-shaped element saves parts and space. Further drive means for the production or release of electrical connections can be arranged away from the snap-in connection and thus variably according to the installation space requirements.

Aus Stabilitätsgründen besteht das stangenförmige Element insgesamt vorzugsweise aus Metall und zwar insbesondere dann, wenn dieses zugleich dazu dient, um elektrische Kontaktelemente durch Bewegen in eine Endstellung hinein miteinander zu verbinden.For reasons of stability, the rod-shaped element as a whole preferably consists of metal, in particular if this also serves to connect electrical contact elements by moving them into an end position.

Die Ladeeinrichtung kann ein ausziehbares Elektrokabel mit einem Ladestecker umfassen, um den Ladestecker bequem in eine Steckdose, also eine Ladebuchse einstecken zu können. Soll das Elektrofahrzeug aufgeladen werden, so wird das Elektrokabel zunächst aus einem Behälter bzw. einem Innenraum herausgezogen und der Ladestecker in eine Steckdose bzw. Ladebuchse 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.The charging device may include a pull-out electrical cable with a charging plug to conveniently plug the charger into a power outlet, so to be able to plug in a charging socket. If the electric vehicle to be charged, the electric cable is first pulled out of a container or an interior and plugged the charging plug into a socket or charging socket. 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.

Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform anhand der 1 näher erläutert.Hereinafter, a preferred embodiment with reference to 1 explained in more detail.

Die 1 zeigt im Schnitt eine Ladeeinrichtung 1 sowie eine damit korrespondierende weitere Ladeeinrichtung 2 und zwar im mechanisch verbundenem Zustand. Die Ladeeinrichtung 2 umfasst eine Mehrzahl von Bohrungen 3 mit relativ großen Durchmessern. Die Bohrungen führen in ein elektrisch nicht leitendes Gehäuse der weiteren Ladeeinrichtung 2 hinein. Vorzugsweise beim Grund der Bohrungen 3 befinden sich jeweils ein oder mehrere elektrisch leitende Kontaktelemente, die zu diesem Zweck in der Regel aus Metall bestehen. Diese elektrisch leitenden, also elektrischen Kontaktelemente sind mit nicht dargestellten Leitungen verbunden, die mit Stromanschlüssen einer nicht dargestellten Ladestation verbunden sind. Darüber hinaus gibt es wenigstens eine Bohrung 4 der weiteren Ladeeinrichtung 2 mit einem relativ kleinen Durchmesser, die ebenfalls mit einem nicht dargestellten elektrischen Kontaktelement vorzugsweise beim Grund der Bohrung 4 versehen ist. Das elektrische Kontaktelement der Bohrung 4 ist mit einem elektrischen Anschluss der Ladestation verbunden. Der Durchmesser der Bohrung 4 ist kleiner als der Durchmesser der Bohrungen 3, da die Bohrung 4 für eine Durchleitung von Steuerströmen vorgesehen ist, wohingegen die Bohrungen 3 der Durchleitung von Lastströmen dienen. Die Ladeeinrichtung 2 weist darüber hinaus eine Bohrung 5 auf, die mit einer seitlichen, ringförmig umlaufenden Ausnehmung 6 versehen ist.The 1 shows in section a charging device 1 as well as a corresponding additional charging device 2 in the mechanically connected state. The charging device 2 includes a plurality of holes 3 with relatively large diameters. The holes lead into an electrically non-conductive housing of the other charging device 2 into it. Preferably at the bottom of the holes 3 There are in each case one or more electrically conductive contact elements, which are usually made of metal for this purpose. These electrically conductive, ie electrical contact elements are connected to lines not shown, which are connected to power terminals of a charging station, not shown. In addition, there is at least one hole 4 the further charging device 2 with a relatively small diameter, which also preferably with an electrical contact element, not shown, at the bottom of the bore 4 is provided. The electrical contact element of the bore 4 is connected to an electrical connection of the charging station. The diameter of the hole 4 is smaller than the diameter of the holes 3 because the hole 4 is provided for a passage of control currents, whereas the holes 3 serve the passage of load currents. The charging device 2 also has a hole 5 on, with a lateral, annular circumferential recess 6 is provided.

Die Ladeeinrichtung 1 umfasst einen Aufnahmekopf 7, 8, der der mechanischen Aufnahme der Ladeeinrichtung 2 in der dargestellten Weise dient. Gezeigt wird die Aufnahmestellung des Aufnahmekopfes. Der Aufnahmekopf weist eine Grundfläche 7 und seitliche Wände 8 auf. Die seitlichen Wände 8 dienen der Führung der weiteren Ladeeinrichtung 2 in den Aufnahmekopf 7, 8 hinein. Wird die Ladeeinrichtung 2 in den Aufnahmekopf 7 hinein bewegt, so gelangt ein fest mit der Grundfläche 7 verbundener, stiftförmiger, elektrischer Steckkontakt 9 in die Bohrung 4 mit dem geringen Durchmesser hinein und kontaktiert schließlich das darin befindliche elektrische Kontaktelement. Der elektrische Steckkontakt 9 ist mit einem Ende einer elektrischen Leitung 10 verbunden, die mit dem anderen Ende mit einer nicht dargestellten elektrischen oder elektronischen Einrichtung des Elektrofahrzeugs verbunden ist. Die elektrische Leitung 10 verläuft zumindest anfänglich spiralförmig und zwar im Bereich zwischen zwei Grundplatten 7 und 17. Die Ladeeinrichtung 1 umfasst ferner einen Spreizdübel 11, der in eine Verbreiterung 12 einmündet. In dem Spreizdübel 10 verläuft eine Spindel 13, die mit einer Verbreiterung 14 außerhalb des Spreizdübels 10 endet, wenn die beiden Ladeeinrichtungen 1 und 2 zunächst lediglich mechanisch miteinander verbunden sind, ohne dass die mechanische Verbindung verriegelt worden wäre.The charging device 1 includes a pickup head 7 . 8th , the mechanical recording of the charging device 2 serves as shown. Shown is the receiving position of the recording head. The recording head has a base 7 and side walls 8th on. The side walls 8th serve the leadership of the other charging device 2 in the recording head 7 . 8th into it. Will the charging device 2 in the recording head 7 moved into it, so gets a firm with the base 7 connected, pin-shaped, electrical plug contact 9 into the hole 4 with the small diameter and finally contacts the electrical contact element located therein. The electrical plug contact 9 is with one end of an electrical wire 10 connected, which is connected to the other end with an electrical or electronic device, not shown, of the electric vehicle. The electrical line 10 runs at least initially spiraling in the area between two base plates 7 and 17 , The charging device 1 further comprises an expansion dowel 11 in a broadening 12 opens. In the expansion dowel 10 runs a spindle 13 that with a broadening 14 outside the expansion anchor 10 ends when the two charging devices 1 and 2 initially only mechanically interconnected without the mechanical connection would have been locked.

Wird die Ladeeinrichtung 2 in die Ladeeinrichtung 1 bzw. in das Kopfstück 7, 8 der Ladeeinrichtung 1 gesteckt, so rastet schließlich die elastische Verbreiterung 12 des Spreizdübels 11 in der ringförmigen Ausnehmung 6 der Ladeeinrichtung 2 ein. Es liegt dann eine Einschnappverbindung zwischen der Ladeeinrichtung 1 und der Ladeeinrichtung 2 vor, wobei das Einschnappen akustisch und/oder haptisch signalisiert, dass die beiden Ladeeinrichtungen 1 und 2 mechanisch miteinander verbunden worden sind. Der Spreizdübel besteht also ganz oder teilweise aus einem elastischen Material, um so ein Einrasten der Verbreiterung 12 in die Ausnehmung 6 zu ermöglichen.Will the charging device 2 in the charging device 1 or in the head piece 7 . 8th the charging device 1 stuck, so finally locks the elastic widening 12 of the expansion anchor 11 in the annular recess 6 the charging device 2 one. There is then a snap connection between the charging device 1 and the charging device 2 before, wherein the snapping acoustically and / or haptically signals that the two charging devices 1 and 2 have been mechanically interconnected. The expansion dowel is thus wholly or partly made of an elastic material, so as to engage the broadening 12 into the recess 6 to enable.

Der Aufnahmekopf 7, 8 kann in das Gehäuse 15 der Ladeeinrichtung 1 hinein bewegt werden und zwar gegen die Federkraft der Federn 16. Die Federn 16 sind zwischen der Grundfläche bzw. Grundplatte 7 und der Grundfläche 17 des Gehäuses 15 so angeordnet, dass die beiden Grundflächen 17 und 7 auseinander gedrückt werden. Die Federn 16 sind so stark vorgespannt, dass ein einfaches Bewegen der weiteren Ladeeinrichtung 2 in den Aufnahmekopf 7, 8 hinein den Abstand zwischen der Grundfläche 7 und der Grundfläche bzw. Grundplatte 17 nicht oder kaum zu verkleinern vermag. Dieser Abstand beträgt typischerweise 20 mm bis 40 mm.The recording head 7 . 8th can in the case 15 the charging device 1 to be moved in against the spring force of the springs 16 , The feathers 16 are between the base or base plate 7 and the base area 17 of the housing 15 arranged so that the two base areas 17 and 7 be pressed apart. The feathers 16 are so strongly biased that easy moving the other charging device 2 in the recording head 7 . 8th in the distance between the base 7 and the base or base plate 17 not or hardly able to reduce. This distance is typically 20 mm to 40 mm.

Der Spreizdübel 11 weist einen Flansch 18 auf, der sich außerhalb des Gehäuses 15 befindet. Der Spreizdübel verhindert aufgrund des an der Grundfläche 17 anliegenden Flansches 18 und der Verbreiterung 12, dass die Federn 16 den Aufnahmekopf 7, 8 aus dem Gehäuse 15 heraus zu drücken vermögen.The expansion dowel 11 has a flange 18 on that is outside the case 15 located. The expansion anchor prevents due to the at the base 17 adjacent flange 18 and the broadening 12 that the springs 16 the recording head 7 . 8th out of the case 15 to be able to squeeze out.

An der Grundfläche 17 des Gehäuses 15 sind elektrische Gleichstromsteckkontakte 19 fest angebracht, die von der Grundfläche 17 senkrecht in Richtung Grundfläche 7 abstehen. Die elektrische Gleichstromsteckkontakte 19 münden in Bohrungen 20 ein, die durch die Grundfläche 7 hindurchführen.At the base 17 of the housing 15 are electrical DC plug contacts 19 firmly attached to the base 17 vertically in the direction of the base 7 protrude. The electrical DC plug contacts 19 lead into holes 20 one through the base 7 round lead.

Die Spindel 13 ist drehfest angeordnet, so zum Beispiel durch eine drehfeste Führung innerhalb des Spreizdübels 11, der dann seinerseits gegenüber dem Gehäuse 15 drehfest angeordnet ist, so zum Beispiel beispielsweise aufgrund einer entsprechenden Führung innerhalb der Grundfläche 17.The spindle 13 is arranged rotationally fixed, so for example by a rotationally fixed guide within of the expansion anchor 11 which in turn faces the case 15 is arranged rotationally fixed, for example, for example, due to a corresponding guide within the base 17 ,

Die Ladeeinrichtung 1 umfasst einen Elektromotor 20, der eine in Aufsicht gezeigte Schnecke 21 zu drehen vermag. Ein Drehen der Schnecke 21 bewirkt ein Drehen eines an der Schnecke 21 anliegenden Schneckenrads 22. Das Schneckenrad 22 weist ein Innengewinde auf, das an dem Außengewinde der entsprechend hindurch führenden Spindel 13 anliegt. Ein Drehen des Schneckenrads 22 bewirkt eine lineare Bewegung der Spindel 13 entlang der Spindelachse.The charging device 1 includes an electric motor 20 , the snail shown in a top view 21 to turn. A turning of the snail 21 causes a turn on the worm 21 adjacent worm wheel 22 , The worm wheel 22 has an internal thread on the external thread of the spindle passing through accordingly 13 is applied. Turning the worm wheel 22 causes a linear movement of the spindle 13 along the spindle axis.

Ist die Ladeeinrichtung 2 zum Beispiel manuell mechanisch mit der Ladeeinrichtung 1 verbunden und die Einschnappverbindung hergestellt, so wird die Schnecke 21 durch den Elektromotor 20 so gedreht, dass die Spindel 13 aus dem Gehäuse 15 heraus, also in der 1 nach links bewegt wird. Das Drehen der Schnecke 21 kann beispielsweise durch einen nicht dargestellten Taster ausgelöst werden, der beispielsweise in der Grundfläche 7 eingebaut ist und der durch die weitere Ladeeinrichtung 2 betätigt wird, sobald die weitere Ladeeinrichtung 2 sich der Grundfläche 7 soweit genähert hat, dass die Einschnappverbindung hergestellt worden ist. Die wie dargestellt trichterförmig verlaufende Verbreiterung 14 der Spindel 13 wird durch das Drehen der Schnecke in Richtung Spreizdübel 11 bewegt und gelangt in die gezeigte trichterförmige Öffnung der Verbreiterung 12 des Spreizdübels 11 hinein. Ist die trichterförmig verlaufende Verbreiterung 14 in die trichterförmige Öffnung der Spreizdübel-Verbreiterung 12 hinein bewegt worden, so ist dann die Einschnappverbindung verriegelt. Wird nun die Spindel 13 weiter aus dem Gehäuse 15 heraus in Richtung Schneckenrad 22 bewegt, so wird der Spreizdübel-Flansch 18 gegen eine Hülse 23 bewegt. Die Hülse 23 befindet sich zwischen dem Schneckenrad 22 und dem Spreizdübel-Flansch 18 und weist zunächst einen (geringen) Abstand zum Spreizdübel-Flansch 18 auf. Die Spindel 13 führt durch die Hülse 23 hindurch. Stößt infolge der Spindelbewegung der Spreizdübel-Flansch 18 schließlich gegen die Hülse 23, so hat die weitere Spindelbewegung aus dem Gehäuse 15 heraus zur Folge, dass der Abstand zwischen der Grundfläche 7 und der Grundfläche 17 verringert wird. Hierdurch werden die insbesondere aus Metall bestehenden elektrischen Steckkontakte 19 in die Bohrungen 3 der weiteren Ladeeinrichtung hinein bewegt, bis die elektrischen Steckkontakte 19 schließlich die in den Bohrungen befindlichen elektrischen Kontaktelemente kontaktieren. Die elektrischen Kontakte 19 werden so mit den elektrischen Gegenkontakten, die sich in den Bohrungen 3 befinden, elektrisch verbunden. Anschließend kann die Batterie des Elektrofahrzeugs mit Gleichstrom aufgeladen werden.Is the charging device 2 For example, manually with the mechanical charger 1 connected and the snap connection made, then the screw 21 through the electric motor 20 so turned that the spindle 13 out of the case 15 out, so in the 1 is moved to the left. Turning the snail 21 can be triggered for example by a button, not shown, for example, in the base 7 is installed and by the further charging device 2 is actuated as soon as the further charging device 2 itself the base area 7 has come so far that the Einschnappverbindung has been made. The funnel-shaped widening as shown 14 the spindle 13 is by turning the worm in the direction of expansion dowel 11 moves and enters the funnel-shaped opening of the broadening shown 12 of the expansion anchor 11 into it. Is the funnel-shaped widening 14 in the funnel-shaped opening of the expansion dowel broadening 12 has been moved into it, then the snap connection is locked. Now the spindle 13 further out of the case 15 out in the direction of the worm wheel 22 moved, so is the expansion dowel flange 18 against a sleeve 23 emotional. The sleeve 23 is located between the worm wheel 22 and the expansion dowel flange 18 and initially has a (small) distance to the expansion dowel flange 18 on. The spindle 13 passes through the sleeve 23 therethrough. As a result of the spindle movement, the expansion dowel flange abuts 18 finally against the sleeve 23 , so has the further spindle movement out of the housing 15 The result is that the distance between the base 7 and the base area 17 is reduced. As a result, the existing in particular made of metal electrical plug contacts 19 into the holes 3 the further charging device moves into it until the electrical plug contacts 19 Finally, contact the located in the holes electrical contact elements. The electrical contacts 19 Be so with the electrical mating contacts that are in the holes 3 are electrically connected. Subsequently, the battery of the electric vehicle can be charged with DC.

Für ein Lösen von zwei Ladeeinrichtungen, die mechanisch und elektrisch vollständig verbunden sind, werden die vorgenannten Schritte und Bewegungen in umgekehrter Reihenfolge entsprechend ausgeführt.For a release of two charging devices, which are mechanically and electrically completely connected, the aforementioned steps and movements are carried out in reverse order accordingly.

Die weitere Ladeeinrichtung 2 kann auch Teil eines Elektrofahrzeugs sein. Bevorzugt ist dann die weitere, relativ leichte und kleine Ladeeinrichtung 2 mit einem Elektrokabel verbunden, dass ausziehbar in einem Innenraum des Elektrofahrzeugs gelagert ist. Es gibt dann vorzugsweise an dem Elektrokabel anliegende, elektrisch drehbare Transportrollen, mit denen das Elektrokabel aus dem Innenraum heraus sowie in den Innenraum hinein bewegt werden kann.The further charging device 2 can also be part of an electric vehicle. Preferred is then the other, relatively light and small charger 2 connected to an electric cable that is extendable stored in an interior of the electric vehicle. There are then preferably on the electric cable fitting, electrically rotatable transport rollers with which the electric cable can be moved out of the interior and into the interior inside.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102009052366 A1 [0003, 0003]
DE 4446406 A1 [0006]
US 5758414 A [0007]
DE 19642687 A1 [0008]

Claims

Charging device for an electric vehicle having a plurality of electrical contacts ( 9 . 19 ) for charging the battery of an electric vehicle with direct current and / or alternating current, characterized by a movable recording head ( 7 . 8th ) for mechanically connecting the charging device ( 1 ) with another charging device ( 2 ) and for electrically connecting electrical contacts of the charging device ( 1 ) with electrical contacts of the further charging device ( 2 ) by moving the pickup head.

Charging device according to claim 1, wherein the receiving head ( 7 . 8th ) by at least one drive means ( 13 . 20 . 21 . 22 ) can be moved for the electrical connection, in particular by a movement relative to electrical contacts ( 19 ) of the charging device ( 1 ).

Charging device according to one of the preceding claims, in which the receiving head ( 7 . 8th ) by one or more springs ( 16 ) is pressed into a receiving position in which the receiving head is able to accommodate a further charging device.

Charging device according to one of the preceding claims with a limiting element and in particular an expansion dowel ( 11 ), with which a movement of the recording head ( 7 . 8th )) in the direction of receiving position in which the recording head is able to accommodate a further charging device is limited.

Charging device according to one of the preceding claims with at least one drive means ( 13 . 20 . 21 . 22 ) for electrically connecting the charging device ( 1 ) with another charging device ( 2 ) and / or releasing such an electrical connection and / or for locking and / or unlocking a mechanical connection between the two charging devices ( 1 . 2 ).

Charging device ( 1 ) according to the preceding claim, characterized in that one or more of the electrical contacts ( 19 ) starting from a starting position into an end position for connection to electrical contacts of a further charging device ( 2 ) by the at least one drive means ( 13 . 20 . 21 . 22 ) relative to the receiving head ( 7 . 8th ) can be moved.

Charging device according to the preceding claim, characterized in that the electrical contacts ( 19 ) are movable relative to the receiving head having the largest diameter compared to one or more other electrical contacts ( 9 ) of the charging device ( 1 ) exhibit.

Charging device according to one of the preceding claims, characterized in that one or more electrical contacts ( 9 ) with the smallest diameters compared to one or more further electrical contacts ( 19 ) of the charging device ( 1 ) are immovably mounted.

Charging device according to one of the preceding claims, characterized in that the charging device ( 1 ) a snap element ( 12 ) for a snap-in connection with a further charging device.

Charging device according to the preceding claim with a locking device ( 14 ) for locking a mechanical connection between the charging device ( 1 ) and another charging device ( 2 ) and in particular by locking a snap connection.

Charging device according to one of the two preceding claims, wherein the snap-in element by an expansion dowel ( 11 ) with widened end ( 12 ) is formed, in which preferably a movable rod-shaped element ( 13 ), which is a broadening ( 14 ) extending into the widened end ( 12 ) of the expansion anchor ( 11 ) can be moved in and out.

Method for connecting a charging device ( 1 ) with the features according to one of the preceding claims with a further charging device ( 2 ), by first of all the two charging devices ( 1 . 2 ) are mechanically connected to each other, and then electrical contacts ( 19 ) of the two charging devices are interconnected.

Method according to the preceding claim, in which a manufactured mechanical connection is locked before electrical contacts ( 19 ) are moved to the end position.