DE102010061892A1

DE102010061892A1 - Ladeeinrichtung für ein Elektrofahrzeug

Info

Publication number: DE102010061892A1
Application number: DE102010061892A
Authority: DE
Inventors: Dr. Kordowski Bernhard; Michael Scholz; Dipl.-Ing. Westerwick Volker
Original assignee: Kiekert AG
Current assignee: Kiekert AG
Priority date: 2010-11-24
Filing date: 2010-11-24
Publication date: 2012-05-24
Also published as: WO2012069032A2; WO2012069032A3

Abstract

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine gegenüber dem Stand der Technik weiter entwickelte, zuverlässig funktionierende Ladeeinrichtung für ein Elektrofahrzeug zu schaffen. Zur Lösung der Aufgabe weist eine Ladeeinrichtung für ein Elektrofahrzeug ein Elektrokabel und ein Ladeverbindungselement auf. Die Ladeeinrichtung umfasst eine Transporteinrichtung, welche das Elektrokabel in einen Innenraum einer Kabeltrommel einziehen kann. Das Elektrokabel wird auf der Kabeltrommel dann zweidimensional aufgewickelt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ladeeinrichtung für ein Elektrofahrzeug mit einem Elektrokabel, wobei ein Ladeverbindungselement beispielsweise in Form eines Ladesteckers oder einer Ladebuchse an einem Ende des Elektrokabels angebracht sind, das aus einem Innenraum einer Kabeltrommel herausgezogen werden kann.
Ein Elektrofahrzeug ist ein Fahrzeug, welches elektrisch und zwar in der Regel 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. Soll das Elektrofahrzeug aufgeladen werden, so wird das Elektrokabel herausgezogen und zum Beispiel ein daran befestigter 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 einen Elektrofahrzeug angepasst sind.
Aus der Druckschrift DE 694 17 141 T2 geht eine Ladeeinrichtung für ein Elektrofahrzeug hervor, bei dem ein ausziehbares Spiralkabel als Elektrokabel dient. Die Ladeeinrichtung ist Teil des Elektrofahrzeugs. Für ein Aufladen kann das Elektrokabel aus einem Behälter herausgezogen und ein daran befestigter Ladestecker in eine Steckdose gesteckt werden. Damit das Elektrokabel durch die Schwerkraft in den Behälter zurückgeführt werden kann, weist der Behälter eine nach oben führende Öffnung auf. Am Grund des Behälters wird ein Abschnitt des Elektrokabels horizontal geführt. So soll verhindert werden, dass dieser Abschnitt durch Herausziehen des Elektrokabels aus dem Behälter einer starken Zugbelastung ausgesetzt wird. Im Behälter wird das Elektrokabel mäanderförmig gelagert. Mit Hilfe von mehreren Deckeln wird der Behälter vor eindringendem Wasser geschützt.
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 Servomotor vorgeschlagen, auf der das Elektrokabel aufgewickelt werden kann. Federkräfte können eingesetzt sein, um ein Elektrokabel in einen Innenraum einziehen oder heraus ziehen zu können. Die Steckdose des Kraftfahrzeugs kann der Fixierung des Ladesteckers dienen, wenn nicht aufgeladen wird.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine gegenüber dem Stand der Technik weiter entwickelte, zuverlässig funktionierende Ladeeinrichtung für ein Elektrofahrzeug zu schaffen.
Zur Lösung der Aufgabe weist eine Ladeeinrichtung für ein Elektrofahrzeug ein Elektrokabel und ein Ladeverbindungselement, beispielsweise einen Ladestecker, eine Ladebuchse oder eine Kombination von Ladebuchse und Ladestecker auf. Das Ladeverbindungselement ist an einem aus einem Innenraum einer Kabeltrommel der Ladeeinrichtung heraus bewegbaren Endes des Elektrokabels angebracht. Die Ladeeinrichtung umfasst eine Transporteinrichtung, welche das Elektrokabel in den Innenraum hinein bewegen kann. Das Bewegen mittels Transporteinrichtung kann auf ein oder mehreren Antrieben, insbesondere elektrischen Antrieben und/oder Federkräften beruhen.
Das Elektrokabel wird beispielsweise manuell oder mit Hilfe eines elektrischen Antriebs aus dem Innenraum heraus bewegt, wodurch in einer Ausführungsform zumindest eine Feder gespannt wird. Die so erzeugte Federkraft wird anschließend als Antrieb für eine Bewegung des Elektrokabels zurück in den Innenraum genutzt.
Im Innenraum wird das Elektrokabel zweidimensional auf einer dafür geeignet dimensionierten Kabeltrommel aufgewickelt. Um dies besonders zuverlässig zu erreichen, weist die Trommel zwei seitliche Begrenzungen für das aufgewickelte Elektrokabel auf, wobei der Abstand zwischen den beiden seitlichen Begrenzungen kleiner ist als der doppelte Durchmesser des Elektrokabels. Vorzugsweise entspricht der Abstand zwischen den beiden seitlichen Begrenzungen dem Durchmesser des Elektrokabels. Der Abstand ist bevorzugt geringfügig größer als der Durchmesser des Elektrokabels, damit das Elektrokabel zwischen die beiden Begrenzungen gebracht und dort aufbewahrt werden kann, ohne dass dafür große Reibungskräfte zu überwinden sind. Beispielsweise beträgt der Abstand zwischen den beiden Begrenzungen bis zu 130%, bevorzugt bis zu 120%, besonders bevorzugt bis zu 110% des äußeren Durchmessers des Elektrokabels.
Wird das Elektrokabel zweidimensional auf einer Trommel aufgewickelt bzw. weisen seitliche Begrenzungen der Trommel einen dafür geeigneten Abstand auf, so wird im Vergleich zu einer üblichen dreidimensionalen Aufwicklung verbessert sichergestellt, dass das Elektrokabel störungsfrei auf- und abgewickelt werden kann.
Die Trommel unterscheidet sich von einer üblichen Kabeltrommel durch eine sehr kurze Achse im Verhältnis zu seitlichen Begrenzungen für das aufzuwickelnde Elektrokabel. Um Gewicht einzusparen, sind die seitlichen Begrenzungen vollständig oder zumindest teilweise, vorzugsweise überwiegend gitterförmig ausgestaltet.
Für die Unterbringung der Kabeltrommel wird eine relativ große Fläche, aber keine besonders große Bauraumtiefe benötigt. Bevorzugt wird die so dimensionierte Kabeltrommel angrenzend an ein Reserverad eines Elektrofahrzeugs untergebracht oder aber angrenzend an einen Boden eines Kofferraums eines Elektrofahrzeugs. Auf diese Weise kann die Trommel unauffällig und geschützt untergebracht werden, ohne eine übliche Fahrzeuggeometrie wesentlich verändern zu müssen.
In einer Ausführungsform der Erfindung wird die Trommel horizontal gelagert untergebracht. Die relativ Achse der Trommel verläuft dann senkrecht. Seitliche Begrenzungen der Trommel erstrecken sich dann in horizontaler Richtung. Insbesondere ist dann die Kabeltrommel angrenzend an den Bodenbereich des Elektrofahrzeugs untergebracht oder ist als Teil des Bodens des Elektrofahrzeugs ausgestaltet und zwar von unten gesehen.
In einer Ausführungsform der Erfindung grenzt an die eigentliche Kabeltrommel mit seitlichen Begrenzungen eine Kassette an, in der zugehörige Einrichtungen untergebracht sind. Zu diesen Einrichtungen gehört eine Feder bzw. Triebfeder als Antrieb für ein Einziehen des Elektrokabels in die Kabeltrommel, ein Gesperre für ein derartiges Verriegeln oder Verrosten, dass das Elektrokabel nicht aufgewickelt werden kann und/oder eine rohrförmige Führung des Elektrokabels aus der Kabeltrommel heraus und zwar insbesondere zwecks Weiterleitung zu einer Batterie des Elektrofahrzeugs. Die Kassette befindet sich im eingebauten Zustand bevorzugt unterhalb der eigentlichen Kabeltrommel.
Grenzt die Kabeltrommel an den Bodenbereich an oder ist die Kabeltrommel Teil des Bodens des Elektrofahrzeugs, so müssen derzeit übliche Geometrien von Fahrzeugen praktisch nicht geändert werden, um das aufgewickelte Elektrokabel unterzubringen. Aus gleichem Grund wird dann bevorzugt eine Kassette unterhalb der eigentlichen Kabeltrommel angeordnet.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Kabeltrommel mittels einer Dichtung an einem Flansch feuchtigkeitsdicht und/oder staubdicht angebracht. Die Fläche der Kabeltrommel kann so als Wand eines vor Schmutz und Feuchtigkeit geschützten Innenraums des Kraftfahrzeugs genutzt werden und übernimmt so eine Doppelfunktion. In einer bevorzugten Ausführungsform bildet die dicht angebrachte Kabeltrommel einen Wandbereich eines Kofferraums eines Elektrofahrzeugs.
Um das Elektrokabel besonders zuverlässig auch außerhalb der Kabeltrommel zu führen, umfasst die Ladeeinrichtung ein Rohr als Führung für das Elektrokabel, welches von der Kabeltrommel zur Karosserie des Elektrofahrzeugs führt. Das Rohr grenzt an den Karosseriebereich zumindest an und endet beispielsweise von außen gesehen hinter einer Klappe der Karosserie beispielsweise in einem Gehäuse. Wird die Klappe geöffnet, so kann das Ladeverbindungselement ergriffen und zusammen mit dem Elektrokabel herausgezogen werden. Das Ladeverbindungselement kann so bequem mit dem Ladeverbindungselement einer Ladestation mechanisch und elektrisch für ein Aufladen der Batterie des Elektrofahrzeugs verbunden werden.
In dem Rohr, welches von der Kabeltrommel bis zu einem Bereich der Karosserie des Elektrofahrzeugs oder angrenzend an die Karosserie führt, sind in einer Ausgestaltung ein oder mehrere Rohrsegmente drehbar gelagert. Es hat sich überraschend herausgestellt, dass hierdurch die Kraft reduziert werden kann, die durchschnittlich für ein Bewegen des Elektrokabels durch das Rohr hindurch aufgewendet werden muss. Das Elektrokabel ist dann durch diese Rohrsegmente hindurch geführt. Diese Form der Führung eines aus einem Innenraum herausziehbaren Elektrokabels stellt eine eigeneständige Erfindung dar, die nicht zwingend die Merkmale der weiteren Ansprüche umfasst.
Anstelle von drehbaren Rohrsegmenten können auch Rollen innerhalb des Rohrs vorgesehen sein. Diese Lösung ist aber technisch deutlich aufwendiger.
Zwar kann die Drehachse der Kabeltrommel mit elektrischen Schleifkontakten versehen sein, über die Strom von dem Elektrokabel zu einer Batterie des Elektrofahrzeugs geleitet werden kann. Das innen liegende Ende des Elektrokabels ist dann mit den Schleifkontakten in einer dafür geeigneten Weise verbunden. Zu bevorzugen ist aber eine unmittelbare Kontaktierung des Elektrokabels mit einer Batterie des Elektrofahrzeugs, da Schleifkontakte relativ störanfällig sind.
Ein drehbarer Innenbereich der Kabeltrommel, die dem Aufwickeln des Elektrokabels dient, ist in einer Ausführungsform so vorgespannt gelagert und/oder es wird eine am Innenbereich angreifende Feder durch ein Herausziehen des Elektrofahrzeugs so vorgespannt, dass diese Vorspannung dazu genutzt werden kann, um das Elektrokabel im Anschluss an ein Herausziehen wieder zweidimensional aufwickeln zu können. Der Innenbereich umfasst insbesondere einen Innenring, auf dem das Elektrokabel zweidimensional aufgewickelt wird. Insbesondere bei dieser Ausführungsform gibt es ein Gesperre, welches ein Drehen in Aufwickelrichtung zu verhindern vermag. Das Gesperre vermag den entsprechenden Aufwickelmechanismus der Kabeltrommel stufenweise oder sogar stufenlos in unterschiedlichen Positionen zu arretieren, um so zu verhindern, dass ein für ein Aufladen heraus gezogenes Elektrokabel sofort wieder aufgewickelt werden kann. In einer Ausführungsform ist das Gesperre so ausgestaltet, dass ein kurzer Zug am Elektrokabel für ein Entrasten genügt, damit anschließend das Elektrokabel aufgewickelt werden kann. In einer anderen Ausführungsform wird das Gesperre elektrisch entriegelt, um das Elektrokabel im Anschluss an eine solche elektrisch durchgeführte Entriegelung aufzuwickeln.
In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Gesperre einen Riegel, der eine die Trommel derart verriegelnde Stellung einnehmen kann, dass ein Elektrokabel nicht aufgewickelt werden kann, sowie eine nicht verriegelnde Stellung. Der Riegel kann in einer Ausführungsform der Erfindung durch einen elektrischen Antrieb in die verriegelnde Stellung und/oder in die nicht verriegelnde Stellung gebracht werden. In einer anderen Ausführungsform der Erfindung gibt es eine Mechanik, mit der der Riegel in die verriegelnde Stellung und/oder die nicht verriegelnde Stellung gebracht werden kann. In einer Ausführungsform ist die Mechanik so beschaffen, dass durch die Mechanik der Riegel abwechselnd in die verriegelnde Stellung und die nicht verriegelnde Stellung gebracht wird und zwar insbesondere durch einen Zug am Elektrokabel. Durch einen ersten Zug, das heißt ein erstes Herausziehen des Elektrokabels wird der Riegel durch die Mechanik beispielsweise von der nicht verriegelnden in die verriegelnde Stellung gebracht. Nach einer Unterbrechung wird der Riegel durch einen weiteren (kurzen) Zug am Elektrokabel in die nicht verriegelnde Stellung gebracht. Es handelt sich also um ein Gesperre mit Herzkurve, das sich ähnlich wie ein Kugelschreiber verhält, dessen Miene durch Drücken abwechselnd aus dem Kugelschreibergehäuse heraus und wieder hinein bewegt wird.
In einer Ausführungsform umgibt der drehbare Innenbereich der Kabeltrommel eine starre Achse, durch die hindurch das Elektrokabel aus der Kabeltrommel heraus in Richtung aufzuladende Batterie geleitet wird. Das Elektrokabel ist außerdem durch den drehbaren Innenbereich hindurch geführt und im Durchgangsbereich fest mit dem drehbaren Innebereich verbunden. Der Innenraum, der durch den drehbaren Innenbereich eingeschlossen wird, sowie die Länge des Elektrokabels innerhalb des Innenbereichs sind so dimensioniert, dass ein Aufwickeln und Abwickeln des Elektrokabels in vorgesehener Weise möglich ist. Dieser Innenraum dient als Ausgleichskammer und nicht dem Aufwickeln eines herausgezogenen Kabelabschnitts. Für das Aufwickeln eines herausgezogenen Kabelabschnitts dient ein weiterer Innenraumbereich. Bei dieser Ausführungsform ist die Kabeltrommel daher in einen Spiraltrum und einen Wickeltrum unterteilt. Der Wickeltrum dient dem Aufwickeln des Elektrokabels. Im Spiraltrum ist ein entsprechender Abschnitt des Elektrokabels spiralförmig untergebracht. Das Vorsehen des Spiraltrums ermöglicht es, einen entsprechenden Kabelabschnitt aus der Kabeltrommel herauszuführen und mit einer Batterie des Elektrofahrzeugs zu verbinden, ohne Schleifkontakte einsetzen zu müssen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert.
Es zeigen
1: Schnittdarstellung durch eine Kabeltrommel
2: Perspektivische Darstellung einer Ladeeinrichtung
3: Seitenansicht auf Kabeltrommel unterhalb eines Reserverads
4: Schnittdarstellung durch eine Kabeltrommel
5: Drehbares Rohrsegment für Kabelführung
6: Unterbringung der Ladetrommel neben einem Tank
1 zeigt einen Schnitt durch eine Kabeltrommel 1, die Teil einer Ladeeinrichtung eines Elektrofahrzeugs ist. In der Kabeltrommel 1 ist ein Elektrokabel 2 zweidimensional aufgewickelt untergebracht. Ein aus dem Elektrofahrzeug herausziehbares Ende des Elektrokabels 2, welches sich stets außerhalb des Innenraums 3, 4 der Kabeltrommel 1 befindet, ist mit einem Ladeverbindungselement 5 und zwar einem Ladestecker verbunden. Das Ladeverbindungselement 5 wird für ein Aufladen in eine Ladebuchse einer Ladestation hineingesteckt, um Strom von der Ladestation zu einer Batterie des Elektrofahrzeugs zu leiten.
Die Kabeltrommel 1 umfasst eine in der 1 nicht dargestellte, vorgespannte Triebfeder als Transporteinrichtung. Aufgrund ihrer Vorspannung kann die Triebfeder einen drehbar gelagerten Innenbereich der Kabeltrommel 1, der in Form eines Innenrings 6 vorliegt, so zu drehen und zwar im Fall der 1 gegen den Uhrzeigersinn, dass das Elektrokabel 2 in den als Wickelkammer dienenden Innenraum 4 hineingezogen und hier zweidimensional auf dem Innenring 6 aufgewickelt wird. Der Innenring unterteilt die Kabeltrommel 1 in einen Spiraltrum und einen Wickeltrum.
Die Kabeltrommel umfasst ein in der 1 nicht gezeigtes Gesperre, welches ein Drehen in Aufwickelrichtung, also entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn zumindest stufenweise zu verhindern vermag,. Das Gesperre ist insbesondere so ausgestaltet, dass ein kurzer Zug am Elektrokabel für ein Verriegeln oder Entriegeln gemäß einer Herzkurve genügt, damit anschließend das Elektrokabel in der herausgezogenen Position gehalten oder aufgewickelt werden kann. Alternativ kann das Gesperre aber auch elektrisch entriegelt werden.
Das Elektrokabel 2 wird durch eine als Durchgangsbereich dienende Öffnung 7 durch den Innenring 6 hindurchgeführt und gelangt so in einen Bereich bzw. Spiraltrum 3 des Innenraums der Kabeltrommel 1, der als Ausgleichskammer dient. Das Elektrokabel 2 kann in der Regel aus der Öffnung 7 nicht herausgezogen werden, da es grundsätzlich fest mit der Öffnung 7 beispielsweise klemmend verbunden ist.
In der Spiraltrum bzw. Ausgleichskammer 3 gibt es eine starre Achse 8 der Kabeltrommel 1, durch die hindurch das entsprechende Ende des Elektrokabels 2 aus der Kabeltrommel 1 heraus in Richtung aufzuladende Batterie geleitet wird. Die Länge des Elektrokabels 2 innerhalb des Spiraltrums 3 ist so dimensioniert, dass ein Aufwickeln und Abwickeln des Elektrokabels 2 in vorgesehener Weise möglich ist. Eine Triebfeder kann zwecks Platz sparender Unterbringung parallel zum spiralförmig angeordneten Kabelabschnitt im Spiraltrum 3 vorgesehen sein, die mit einem Ende beispielsweise an der Achse 8 und mit dem anderen Ende an dem Innenring 6 befestigt ist.
Die 2 zeigt eine perspektivische Darstellung der Kabeltrommel 1 mit zwei seitliche Begrenzungen 9 für das aufgewickelte Elektrokabel 2. Der Abstand zwischen den beiden seitlichen Begrenzungen 9 ist ein wenig größer als der Durchmesser des Elektrokabels 2. Die Begrenzungen 9 können fest mit dem Innenring 6 verbunden sein und können dann zusammen mit dem Innenring 6 gedreht werden. Die Begrenzungen 9 können aber auch fest mit der Achse 8 verbunden sein.
Die Ladeeinrichtung umfasst ein Rohr 10 als Führung für das Elektrokabel 2, welches von der Kabeltrommel 1 zu einem Gehäuse 11 führt, das an die Karosserie des Elektrofahrzeugs angrenzt. Im Gehäuse 11 kann der Ladestecker 5 untergebracht werden, wenn das Elektrokabel in vorgesehener Weise aufgewickelt worden ist. Das Gehäuse 11 kann dann grundsätzlich mit einer nicht dargestellten Klappe verschlossen werden, um das Ladeverbindungselement vor unerwünschten äußeren Einflüssen zu schützen. In dem Kasten 11 können sich optische Anzeigemittel beispielsweise in Form von stromsparenden LEDs befinden, um Betriebszustände anzuzeigen, so zum Beispiel einen verriegelten oder entriegelten Zustand der Kabeltrommel. Die Klappe stellt bevorzugt optisch einen Teil der Karosserie des Elektrofahrzeugs dar. Das Rohr 10 grenzt in diesem Sinn an den Karosseriebereich des Elektrofahrzeugs an. Wird die Klappe des Gehäuses 11 geöffnet, so kann das Ladeverbindungselement 5 ergriffen und zusammen mit dem Elektrokabel 2 aus dem Rohr 10 und damit auch aus der Kabeltrommel 1 herausgezogen werden.
In dem Rohr 10, welches von der Kabeltrommel 1 bis zu dem Gehäuse 11 führt, sind mehrere, nicht dargestellte Rohrsegmente drehbar gelagert. Das Elektrokabel 2 ist durch diese Rohrsegmente hindurch geführt. Die Rohrsegmente sowie die zugehörigen Drehachsen verlaufen parallel zum Rohr, in dem sich die Rohrsegmente befinden.
Die Kabeltrommel 1 wird wie in 3 gezeigt angrenzend an ein horizontal gelagertes Reserverad 12 des Elektrofahrzeugs und zwar unterhalb des Reserverads 12 horizontal gelagert untergebracht. Auf diese Weise kann die Trommel unauffällig und geschützt untergebracht werden, ohne das Herausnehmen des Reserverads 12 zu behindern. Auf der Seite, die von dem Reserverad abgewandt ist, umfasst die Kabeltrommel 1 eine Kassette 13, in der sich insbesondere eine als Transportmittel dienende Triebfeder befindet. Ein Ende der spiralförmigen Triebfeder kann fest mit der Achse 8 der Kabeltrommel verbunden sein. Das andere Ende dieser Triebfeder ist dann mit dem drehbaren Ring 6 fest verbunden.
In der Kassette 13 kann ferner ein Rohr untergebracht sein, das einen entsprechenden Abschnitt des Elektrokabels von der Achse 8 kommend geschützt in Richtung Batterie weiterleitet. In der Kassette 13 kann sich außerdem ein vorgenanntes Gesperre für die Kabeltrommel befinden. Das Gesperre kann nach dem Kugelschreiberprinzip erfolgen, um dieses bei Bedarf zu verriegeln und dieses bei Bedarf wieder zu entriegeln (Gesperre mit Herzkurve).
Einen Außenumfang 1a der Trommel 1 ist bevorzugt an einem Flansch des Elektrofahrzeugs befestigt. Bevorzugt ist die Verbindung zwischen Flansch und Außenumfang mit einem Dichtring dicht ausgestaltet, um einen Durchlass von Schmutz und Feuchtigkeit durch die Verbindung hindurch zu verhindern. Der darüber befindliche Innenraum des Elektrofahrzeugs ist so vor Schmutz und Feuchtigkeit geschützt.
In der 4 wird ein weiterer Schnitt durch die Kabeltrommel 1 gezeigt, der einen Blick auf die Triebfeder 14 sowie auf eine Sperrklinke 15 eines Gesperres erlaubt. Die Sperrklinke 15 wird in der nicht verriegelnden Stellung gezeigt. Wird die Sperrklinke 15 in Richtung Begrenzung 9 geschwenkt, so gelangt diese so beispielsweise in eine sperrende Ausnehmung der Begrenzung 9 hinein. Ist die Begrenzung 9 fest mit dem Innenring verbunden, so kann das Elektrokabel 2 nicht mehr aufgewickelt werden. Im Innenbereich 3 ist das Kabel 2 relativ lose im Vergleich zum angrenzenden Innenbereich 4 untergebracht, wenn das Elektrokabel 2 im Wickeltrum 4 aufgewickelt untergebracht ist. Über die Achse 8 sowie ein Rohr 16, welches von unten angrenzt, wird das Elektrokabel 2 mit seinem Ende 17 seitlich von der Kabeltrommel weg geführt und dann mittelbar oder unmittelbar mit einer Batterie des Elektrofahrzeugs verbunden.
Das Rohr 16 ist innerhalb der horizontal angebrachten Kassette 13 angeordnet. So wird auch der zur Batterie führende Abschnitt des Elektrokabels 2 gut geschützt, ohne den zur Verfügung stehenden Bauraum eines üblichen Fahrzeugs wesentlich abändern zu müssen. Da dieser Abschnitt des Elektrokabels 2 nicht bewegt wird, gibt es im Rohr 16 keine drehbaren Rohrsegmente, um die Zahl der Teile und den Rohrdurchmesser zu minimieren. Der Ladestecker 5 kann einen Betätigungsknopf 18 umfassen. Wird dieser gedrückt, so wird das Gesperre 15 zum Beispiel elektrisch entriegelt und das Elektrokabel 2 dann aufgewickelt. Das Elektrokabel kann mit manueller Kraft für ein Aufladen heraus gezogen werden. Es kann aber auch ein elektrischer Antrieb vorhanden sein, um das Ladekabel mit Hilfe des elektrischen Antriebs herauszuziehen. Insbesondere umfasst ein solcher elektrischer Antrieb ein oder mehrere Rollen, die an dem Elektrokabel anliegen. Ein Drehen der Rollen mit Hilfe eines elektrischen Antriebs bewegt dann das Elektrokabel entsprechend.
In der 5 wird eine Führung des Elektrokabels 2 durch ein drehbar gelagertes Rohrsegment 19 gezeigt. Ein jedes Rohrsegment 19 befindet sich innerhalb des Rohrs 10, welches zur Karosserie führt und kann in Pfeilrichtung gedreht werden.
In der 6 wird von unten gesehen eine bevorzugte Anordnung der Ladetrommel 1 angrenzend an einen Treibstofftank 20 eines Elektrofahrzeugs gezeigt, welches neben einem Elektromotor auch einen Verbrennungsmotor umfasst, der mittelbar oder unmittelbar dem Antrieb des Elektrofahrzeugs dienen kann. Das Tankrohr 21, über welches der Tank 20 mit Kraftstoff befüllt wird, verläuft schließlich parallel zum Rohr 10 der Kabeltrommel 1 und endet gemeinsamt mit diesem in einer Mulde oder einem Gehäuse 11 angrenzend an die Karosserie. Die Mulde 11 kann eine Klappe oder einen Schieber umfassen, der entweder den Ladestecker oder aber den Tankstutzen des Rohres abdeckt. Ein Verschwenken bzw. Verschieben hat zur Folge, dass zum Beispiel der Ladestecker zugänglich wird, dafür aber der Tankstutzen verdeckt wird und umgekehrt. Die Klappe ist beispielsweise zwischen dem Ladestecker und dem Tankstutzen schwenkbar angebracht und kann in Richtung Tankstutzen sowie in Richtung Ladestecker bzw. Ladeverbindungselement geschwenkt werden, um mal den Ladestecker und mal den Tankstutzen abzudecken. Es kann so verhindert werden, dass zugleich Kraftstoff eingefüllt und elektrisch aufgeladen wird, was aufgrund der Zündgefahr des Kraftstoffes gefährlich wäre. Die Mulde oder Klappe, die ein gleichzeitiges Betanken und Aufladen zu verhindern vermag, stellt eine eigenständige Erfindung für ein Elektrofahrzeug dar, das auch über einen Verbrennungsmotor verfügt. Vor allem mit dem Schieber wird das gewünschte Ergebnis besonders zuverlässig erzielt. Die Klappe oder der Schieber können auch dazu genutzt werden, um abwechselnd einen Wechselstromanschluss sowie einen Gleichstromanschluss eines Elektrofahrzeugs zu verdecken.
Bezugszeichenliste

1: Kabeltrommel
2: Elektrokabel
3: Innenraum, Ausgleichskammer
4: Innenraum, Wickelkammer
5: Ladeverbindungselement
6: Innenring
7: Öffnung durch Innenring
8: starre Achse der Kabeltrommel
9: seitliche Begrenzung
10: Rohr
11: Gehäuse
12: Reserverad des Elektrofahrzeugs
13: Federkassette
14: Triebfeder
15: Sperrklinke eines Gesperres
16: Rohr
17: Elektrokabelende
18: Betätigungsknopf
19: drehbares Rohrsegment
20: Kraftstofftank
21: Tankrohr

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 69417141 T2 [0003]
DE 102009052366 A1 [0004, 0004]

Claims

Ladeeinrichtung für ein Elektrofahrzeug mit einem Elektrokabel (2) und einem daran befestigten Ladeverbindungselement (5), einer Transporteinrichtung (14) für ein Aufwickeln des Elektrokabels (2) auf einer Kabeltrommel (1), dadurch gekennzeichnet, dass das Elektrokabel (2) zweidimensional auf der Kabeltrommel (1) aufgewickelt ist oder zweidimensional auf der Kabeltrommel (1) aufgewickelt werden kann.
Ladeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kabeltrommel (1) zwei seitliche Begrenzungen (9) für das aufgewickelte Elektrokabel (2) aufweist, wobei der Abstand zwischen den beiden seitlichen Begrenzungen (9) kleiner ist als der doppelte Durchmesser des Elektrokabels (2).
Ladeeinrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen den beiden Begrenzungen (9) bis zu 130%, bevorzugt bis zu 120%, besonders bevorzugt bis zu 110% des äußeren Durchmessers des Elektrokabels (2) beträgt.
Ladeeinrichtung nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungen (9) gitterförmig oder zumindest überwiegend gitterförmig sind.
Ladeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kabeltrommel (1) angrenzend an ein Reserverad (12) des Elektrofahrzeugs oder aber angrenzend an einen Boden des Kofferraums des Elektrofahrzeugs untergebracht ist.
Ladeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kabeltrommel unterhalb eines horizontal gelagerten Reserverads eines Elektrofahrzeugs untergebracht ist.
Ladeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladeeinrichtung ein Rohr (10) als Führung für das Elektrokabel (2) aufweist, welches von der Kabeltrommel (1) zur Karosserie des Elektrofahrzeugs führt.
Ladeeinrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Rohrsegment (19) drehbar in dem Rohr (10) angeordnet ist.
Ladeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ladeverbindungselement (5) über einen Betätigungsknopf (18) verfügt, mit dem ein Gesperre (15) der Ladeeinrichtung für ein Aufwickeln des Elektrokabels (2) entriegelt werden kann.
Ladeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abschnitt des Elektrokabels (2), der mit zur Batterie des Elektrokabels führt, über eine starre Achse (8) und/oder über ein Rohr (16) aus der Kabeltrommel (1) herausgeführt wird.
Ladeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladetrommel über einen Spiraltrum (3) verfügt, der als Ausgleichskammer für das Elektrokabel dient, sowie einen hieran angrenzenden Wickeltrum (4), der dem Aufwickeln des Elektrokabels (2) dient.
Ladeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladetrommel (1) Teil einer Wand eines geschützten Innenraums des Elektrofahrzeugs ist.
Ladeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladetrommel mit Hilfe einer Dichtung dicht an dem Elektrofahrzeug angebracht ist.
Ladeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladetrommel eine Kassette (13) umfasst, in der sich ein Gesperre und/oder eine Sperrklinke (15) für ein Verriegeln der Kabeltrommel und/oder ein Rohr (16) für ein Herausführen des Elektrokabels aus der Kabeltrommel (1) und/oder eine Triebfeder (14) für ein Aufwickeln des Elektrokabels (2) befindet.
Ladeeinrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Kassette am Boden des Elektrofahrzeugs horizontal angebracht ist.