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Die Erfindung betrifft eine Steckdose für ein Kraftfahrzeug.
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Zum Betreiben von zusätzlichen elektrischen Geräten befinden sich in Kraftfahrzeugen Steckdosen. Die Bauform dieser Steckdosen ist historisch bedingt an den Zigarettenanzünder angelehnt. Somit gibt es Stecker, die sowohl in den Anschluss des Zigarettenanzünders passen als auch in Steckdosen für Accessoires.
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Steckdosen sind beispielsweise bekannt aus der
EP 0 434 519 A1 ,
US 5,716,224 A ,
US 6,147,850 A ,
WO 00/64013 A1 ,
DE 199 466 27 A1 ,
EP 1 139 128 A2 ,
EP 1 762 427 A2 ,
EP 2 000 364 A1 sowie der
WO 2011/051150 A1 . Die besagte WO 2011/051150 A1 betrifft eine elektrische Steckvorrichtung mit einem Kontaktbaustein, dessen Zugangsseite bei Nichtbenutzung durch ein Deckelelement verdeckt ist. Vorzugsweise verdeckt das Deckelelement in der Ruheposition die gesamte Zugangsseite und nicht etwa nur einzelne zu Kontaktelementen führende Bohrungen. Ferner sind typischerweise zwei oder mehr Deckelelemente vorgesehen. Gemäß einer Ausführungsform wird das Deckelelement durch die entlang der Steckachse gerichtete Bewegung eines in den Kontaktbaustein eingeführten komplementären Steckvorrichtungselementes von der Ruheposition in die Öffnungsposition bewegt.
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Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Steckdose für ein Fahrzeug zu schaffen.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Es wird eine Steckdose für ein Fahrzeug geschaffen, wobei die Steckdose eine Öffnung zur Aufnahme eines Steckers und einen Stromkontaktbereich für den Stecker aufweist, wobei die Steckdose einen Deckel aufweist, wobei der Deckel in einer Schließposition den Kontaktbereich vollständig überdeckt und in einer Öffnungsposition den Kontaktbereich um einen Kontakt mit dem Stecker freigibt, wobei die Steckdose ferner zumindest zwei jeweils zwischen einer Ausgangsposition und einer Endposition beweglichen Lamellen aufweist, wobei die Lamellen zwischen dem durch die Schließposition des Deckels definierten Bereich und dem oberen Rand der Öffnung angeordnet sind, wobei die Lamellen und der Deckel über ein Schließsystem miteinander gekoppelt sind, wobei das Schließsystem dazu ausgebildet ist, eine Bewegung des Deckels von der Schließposition in die Öffnungsposition nur zuzulassen, wenn alle Lamellen in eine vordefinierte Position zwischen der Ausgangsposition und der Endposition bewegt wurden.
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Ausführungsformen der Erfindung haben den Vorteil, dass eine Steckdose bereitgestellt werden kann mit einer Abdeckung, welche das Einbringen von Staub im Spritzwasser minimiert. Außerdem können unbeabsichtigte Kurzschlüsse durch Eindringen elektrisch leitfähiger Materialien unterbunden werden. Nur wenn alle Lamellen einen gewissen Mindesthub zurückgelegt haben, wird eine mechanische Freigabe erzeugt. Diese Freigabe löst daraufhin die Beweglichkeit des Deckels. Stößt ein Gegenstand, ohne die passende Größe, um alle Lamellen ausreichend zu verschieben, auf den Deckel, so bleibt dieser verriegelt und öffnet nicht.
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Somit könnte durch die Vorrichtung verhindert werden, dass ein fester Gegenstand wie ein Schraubendreher oder eine Stecknadel z. B. durch Kinder in die Dose unbeabsichtigt hineingesteckt werden könnte, als auch das Einstecken eines Steckers mit zu kleiner Größe aufgrund einer Auslegung für eine andere Betriebsspannung oder niederigem maximalen Strom.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung sind die Lamellen durch eine Schwenkbewegung in Richtung des Kontaktbereichs beweglich und/oder durch eine Bewegung senkrecht zur Einführungsrichtung des Steckers beweglich. Somit können die Lamellen zum Beispiel durch Klappen nach unten in Richtung Kontaktbereich die Öffnungsbewegung des Deckels freigeben, und/oder aber die Freigabe der Bewegung des Deckels kann durch ein zur Seite drängen der Lamellen insbesondere in Richtung zum Beispiel dem üblicherweise zylinderförmigen Rand der Steckdose realisiert werden. In allen Fällen bleiben die Segmente fest mit der Steckdose unverlierbar verbunden.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist der Deckel selbst zurückstellend von der Öffnungsposition in die Schließposition und/oder sind die Lamellen selbst zurückstellend von der vordefinierten Position in die Ausgangsposition.
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Dies kann den Vorteil haben, dass mit Abziehen des Steckers wieder automatisch durch den Deckel die Steckdosenöffnung verschlossen wird und außerdem abgesichert wird, dass das Schließsystem auch nach Abziehen des Steckers aus der Steckdose wieder betriebsbereit ist. Mit dem Abziehen des Steckers aus dem Lamellenbereich verriegelt also das Schließsystem wieder den Deckel.
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Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass im Rahmen der vorliegenden Erfindung der Deckel nicht zwingend als eine einzelne Abdeckung verstanden wird, sondern ein solcher Deckel kann z. B. aus mehreren Elementen wie zum Beispiel Lamellen bestehen, welche in ihrer Schließposition den Kontaktbereich der Steckdose vollständig überdecken. Insbesondere die Verwendung von zwei solchen Segmenten des Deckels hat den Vorteil, dass dadurch die Eintauchtiefe des Deckels bei Einführen des Steckers in die Steckdose im Vergleich zur Verwendung eines einzelnen Deckels reduziert wird.
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Ebenso sei an dieser Stelle angemerkt, dass vorzugsweise eine Vielzahl von beweglichen Lamellen, welche zwischen der Ausgangsposition und der Endposition bewegbar sind, zum Einsatz kommen, und mit dem Schließsystem gekoppelt sind. Je mehr Lamellen hierbei verwendet werden, desto sicherer ist die Steckdose gegen das Einführen eines Gegenstands, welches nicht ein Stecker für die Steckdose ist, abgesichert. So ist es zum Beispiel bei Verwendung von sieben Lamellen wesentlich erschwert, einen zum Beispiel Sechskantschlüssel in die Steckdose hinein zu stecken.
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Die vorliegende Erfindung kann allgemein in beliebigen Arten von Fahrzeugen zum Einsatz kommen. Unter Fahrzeugen werden hierbei sowohl Landfahrzeuge, Schienenfahrzeuge als auch Luftfahrzeuge oder Wasserfahrzeuge verstanden.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung weist das Schließsystem eine Kulisse mit einer ersten Kulissenbahn und einer zweiten Kulissenbahn auf, wobei ein am Deckel angeordnetes erstes Führungselement in die erste Kulissenbahn eingreift und an den Lamellen jeweils angeordnete zweite Führungselemente in die zweiten Kulissenbahnen eingreifen, wobei die Bewegung des Deckels über das erste Führungselement durch die erste Kulissenbahn geführt wird.
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Dies kann den Vorteil haben, dass dadurch in mechanisch einfacher und dennoch hochstabiler Weise ein Schließsystem für die Steckdose realisiert werden kann.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Kulisse zylinderförmig und drehbar um die Achse der Einsteckrichtung des Steckers, wobei die erste Kulissenbahn als diagonale Aussparung entlang des Zylindermantels der Kulisse ausgeformt ist und/oder die zweite Kulissenbahnen als abgewinkelte Aussparungen entlang des Zylindermantels der Kulisse ausgeformt sind. Hierbei ist als „diagonale Aussparung” auch eine leicht gebogene Form der Aussparung möglich.
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Vorzugsweise weisen die abgewinkelten Aussparungen jeweils einen ersten und einen zweiten zueinander winklig angeordneten Teil auf, wobei der erste und der zweite Teil so zueinander angeordnet sind, dass in der Ausgangsposition der Lamellen die zweiten Führungselemente in den ersten Teil eingreifen und dass in der vordefinierten Position der Lamellen die zweiten Führungselemente in den zweiten Teil eingreifen, wobei der erste und zweite Teil so relativ zur ersten Kulissenbahn angeordnet sind, dass ausschließlich beim Eingriff der zweiten Führungselemente in den zweiten Teil eine Bewegung des ersten Führungselements in der ersten Kulissenbahn ermöglicht wird.
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Damit erfolgt eine Kopplung zwischen Lamellen und Deckel über die Kulisse. Insbesondere die besagte Ausgestaltung kann den Vorteil haben, dass in besonders platzsparender Weise ein Schließsystem für die Steckdose geschaffen werden kann. Es wird hier also auf aufwendige Hebelmechanismen und Umlenkmechanismen verzichtet und stattdessen eine platzsparende Variante eines Schließsystems geschaffen.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist der zweite Teil so ausgeformt, dass bei einer Bewegung des ersten Führungselements in der ersten Kulissenbahn auch eine Bewegung der zweiten Führungselemente in den jeweiligen zweiten Teilen erfolgt. Sobald sich also die zweiten Führungselemente der Lamellen in dem zweiten Teil der zweiten Kulissenbahn befinden, können diese zweiten Führungselemente eine weitere Bewegung innerhalb des zweiten Teils der zweiten Kulissenbahn erfahren, wobei diese Bewegung aus einer Bewegung des ersten Führungselements in der ersten Kulissenbahn resultiert.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weisen die zweiten Kulissenbahnen eine L-Form auf, wobei der erste Teil senkrecht zum zweiten Teil angeordnet ist. In diesem Fall ist vorzugsweise die erste Kulissenbahn diagonal so auf der zylinderförmigen Kulisse angeordnet, dass sie in eine Richtung weist, welche die voneinander beabstandeten Enden des ersten Teils und des zweiten Teils der zweiten Kulissenbahn miteinander verbindet.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Deckel über einen Exzenter an eine Feder angelegt, wobei der Exzenter und die Feder so angeordnet sind, dass die Rückstellkraft für das Selbstzurückstellen des Deckels aufgrund der von der Feder auf den Exzenter ausgeübten Kraft resultiert.
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Dies hat den Vorteil, dass ebenfalls wieder auf platzsparende Weise eine hochstabile Möglichkeit geschaffen wird, wie der Deckel aus seiner Öffnungsposition zurück in die Schließposition bewegt werden kann.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei der Feder um eine Blattfeder.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst die Steckdose ferner einen Schaltmechanismus, wobei der Schaltmechanismus so ausgebildet ist, dass eine Bestromung des Kontaktbereichs nur dann erfolgt, wenn der Stecker in die Steckdose eingesteckt ist.
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Zum Beispiel ist der Schaltmechanismus als Push-Push-Schalter mit einer Beweglichkeit entlang der Einführungsrichtung des Steckers ausgebildet. Zum Beispiel ist die Steckdose selbst in einer Steckdosenaufnahme entlang einer Zentralachse der Steckdose verschiebbar. Mit Drücken der Dose gegen eine Federkraft in seine Aufnahme schließt der Schalter und verrastet, sodass mit Aufheben des Drückens der Schalter nicht öffnet. Beim nochmaligen Drücken entriegelt der Schalter und nach Aufheben des Drückens schiebt die Feder die Dose in den Ausgangszustand zurück und öffnet dabei den Schalter. Vorzugsweise ist dabei die Kraft zum Betätigen des Schalters kleiner als die Einsteckkräfte für den Stecker. Damit wird beim Einstecken des Steckers ein Schaltvorgang ausgelöst. Der Schaltvorgang ist unabhängig von der Ausgangslage des Schalters.
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Vorzugsweise wird mit Abziehen des Steckers der Schalter automatisch entriegelt, wodurch sich der Schalter in die geöffnete Lage stellt.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung weist die Steckdose einen Push-Push-Rastmechanismus auf, wobei dieser Rastmechanismus dazu ausgebildet ist, bei Einstecken des Steckers in die Steckdose und Berührung des Steckers mit dem Kontaktbereich den Stecker gegen eine Bewegung des Steckers entgegen der Einschubrichtung rastend zu sichern und bei erneuter Bewegung des Steckers in Richtung des Kontaktbereichs diese rastende Sicherung wieder freizugeben. Damit wird nach Einstecken des Steckers durch die Verrastung des Steckers einem unbeabsichtigten Herausziehen und Lösen des Steckers entgegengewirkt. Erst wenn der Stecker erneut in Richtung des Kontaktbereichs gedrückt wird (,Push'), kann der Stecker aus der Steckdose entfernt werden.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist der Schalter funktionell so angebracht, dass dieser durch die Form des Steckers betätigt wird. Vorzugsweise erfolgt dies dann, wenn eine Mindesteinstecktiefe erreicht wird. Nach Abziehen des Steckers öffnet der besagte Schalter vorzugsweise wieder selbständig.
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Möglich ist es auch, den Schaltmechanismus mit der Position des Deckels zu koppeln, sodass der Schaltmechanismus eine Bestromung des Kontaktbereichs nur dann freigibt, wenn der Deckel die Endposition erreicht hat.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Öffnung zur Aufnahme des Steckers eine konische Form auf. Dies hat den Vorteil, dass der Stecker eine automatische Zentrierung beim Einführen in die Steckdose erfährt. Beispielsweise kann die konische Einführung transparent sein und von hinten durch ein Leuchtmittel, vorzugsweise LEDs, beleuchtet werden. Möglich ist jedoch auch, dass die konische Einführung teiltransparent ist, zum Beispiel eingefärbt ist und damit dem Interieur anpassbar ist.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist der Deckel und/oder sind die beweglichen Lamellen transparent oder teiltransparent, wobei der Deckel und/oder die Lamellen aus Richtung des Kontaktbereichs der Steckdose mit einem Leuchtmittel angestrahlt wird. Bei dem Leuchtmittel kann es sich hier wiederum vorzugsweise um eine LED handeln.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung sind die Leuchtmittel farbig dem Interieur angepasst, in welchem die Steckdose zum Einsatz kommt.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist die Leuchtstärke der Leuchtmittel einstellbar, z. B. dimmbar.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist die Steckdose mit einer Sicherung ausgestattet. Zum Beispiel kann es sich bei der Sicherung um ein PTC-Element handeln, sodass nach Aufheben eines Kurzschlusses oder einer Überlast das Sicherungselement sich selbsttätig wieder in den Ursprungszustand zurücksetzt. Alternativ ist es möglich, dass die Sicherung einen mechanischen Schalter auslöst, welcher von Hand wieder zurückgesetzt werden kann.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann die Sicherung mit dem Schaltmechanismus gekoppelt sein, wobei bei „Auslösen” der Sicherung, das heißt gewollter Stromunterbrechung, der Schaltmechanismus automatisch betätigt wird. Der Schaltmechanismus ist also mit der Sicherung selbst gekoppelt. Vorzugsweise ist diese Kopplung dabei so ausgebildet, dass nach Auslösen der Sicherung der Schaltmechanismus in einen solchen Zustand versetzt wird, dass keine Bestromung des Kontaktbereichs mehr erfolgt.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung sind die Leuchtmittel dazu ausgebildet, einen Zustand der Steckdose zu signalisieren. Ein Zustand der Steckdose umfasst zum Beispiel dessen Betriebsbereitschaft. Ebenfalls signalisiert werden kann der Zustand des Schaltmechanismus und/oder der Zustand der Sicherung. Eine allgemeine Betriebsbereitschaft ist gegeben, wenn das Bordnetz-Steuergerät die Steckdose mit Spannung versorgt.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung sind die unterschiedlichen Helligkeitsstufen der einstellbaren Leuchtstärke der Leuchtmittel einstellbar in Abhängigkeit vom Zustand einer Innenraumbeleuchtung des Fahrzeugs und/oder einer Außenbeleuchtung des Fahrzeugs. Bei einer Außenbeleuchtung des Fahrzeugs kann es sich zum Beispiel bei einem Kraftfahrzeug um die Frontscheinwerfer handeln.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung sind die Leuchtmittel der Steckdose dazu ausgebildet, einen Zustand er Steckdose durch unterschiedliche Farben zu signalisieren. Zum Beispiel kann das Leuchtmittel zweifarbig ausgebildet sein, wobei eine Farbe die allgemeine Betriebsbereitschaft der Steckdose signalisiert und eine weitere Farbe den Zustand der Sicherung anzeigt.
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Möglich ist es hier auch, dass zusätzlich eine Steuerung vorgesehen wird, mit der die Leuchtmittel der Steckdose angesteuert werden, um den Zustand der Steckdose zu signalisieren. Diese Steuermittel können auch in der Steckdose integriert sein.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung sind die Leuchtmittel ferner dazu ausgebildet, eine konkrete Störmeldung der Steckdose zu signalisieren. Beispielsweise ist es möglich, dass die Steckdose einen integrierten Spannungsprüfer aufweist, wobei im Falle des Unterschreitens oder Überschreitens einer vorgegebenen Spannung dieses Über- oder Unterschreiten als Störungsmeldung über die Leuchtmittel signalisiert wird.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst die Steckdose ferner einen Umschalter, wobei der Umschalter dazu ausgebildet ist, den Kontaktbereich der Steckdose zwischen verschiedenen Spannungsabgriffquellen des Fahrzeugs umzuschalten. Vorzugsweise erfolgt diese Umschaltung dabei automatisch und in Abhängigkeit von der allgemeinen Betriebsbereitschaft des Fahrzeugs, das heißt in Abhängigkeit von dem Zustand der Spannungsversorgung der Steckdose über das Bordnetz-Steuergerät des Fahrzeugs. Mittels dieser Funktion ist es zum Beispiel möglich noch Geräte über die Steckdose zu betreiben, obwohl der allgemeine Betriebszustand ausgeschaltet ist, d. h. das Bordnetz nicht mehr mit Spannung versorgt wird. Somit ist zum Beispiel das Laden einer Batterie in mobilen Geräten auch bei geparktem Fahrzeug möglich.
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Es sei jedoch angemerkt, dass auch alternativ ein permanenter zusätzlicher Abgriff einer Spannungsversorgung direkt von einer Batterie des Fahrzeugs möglich ist.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist das Umschalten der Spannungsabgriffquellen zeitgesteuert. Damit ist es zum Beispiel möglich, dass nach Ausschalten des allgemeinen Betriebszustands über einen gewissen Zeitraum hinweg der Kontaktbereich der Steckdose weiter mit Spannung versorgt wird, wobei nach Ablauf einer vordefinierten Zeit ein selbständiges Abschalten dieser Spannungsversorgung erfolgt. Damit wird einem ungewollten Entladen der Batterie des Bordnetzes entgegengewirkt.
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Diese zeitgesteuerte Abschaltung des Spannungsabgriffs kann auch mit der Variante kombiniert werden, dass ein permanenter Abgriff von Spannung direkt von der Batterie (parallel zur Versorgungsquelle des Bordnetz-Steuergeräts) erfolgt, wobei eine Abtrennung der Batterie von der Steckdose nach einer vordefinierten Zeit automatisch erfolgt.
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Vorzugsweise wird der Zeitablauf (der Timer) nach Ausschalten des allgemeinen Betriebszustands gestartet. Damit kann insgesamt ein vollständiges Entleeren der Fahrzeugbatterie bei längerem Stillstand des Fahrzeugs vermieden werden.
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Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine seitliche Querschnittansicht einer Steckdose,
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2 eine Querschnittansicht einer Steckdose s von oben,
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3 eine Querschnittansicht einer Schlosslamelle in unbelastetem Zustand,
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4 eine Querschnittansicht einer Schlosslamelle in belastetem Zustand,
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5 eine Kulisse mit ersten und zweiten Kulissenbahnen für eine Steckdose,
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6 eine erweiterte Querschnittansicht einer Steckdose.
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Im Folgenden werden einander ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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Die 1 zeigt eine seitliche Querschnittansicht eines Steckdoseneinlasses, wobei die linke Hälfte der Steckdose 100 den Zustand der Steckdose mit geschlossenem Deckel 110 und die rechte Seite den Zustand der Steckdose mit geöffnetem Deckel 110 zeigt. Es sei jedoch angemerkt, dass im Rahmen der vorliegenden Erfindung bei der Verwendung von zwei Deckelsegmenten 110 niemals eine Deckelhälfte geöffnet und die andere Deckelhälfte geschlossen sein kann. Dies ist in der 1 lediglich zu Anschauungszwecken so illustriert.
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Die Steckdose 100 umfasst einen zylinderförmiger Hauptkörper 118, welcher über Halteringe 108 an einer Konsole 106 eines Kraftfahrzeugs festgelegt ist. Der Hauptkörper 118 umfasst ferner eine konische Zentrierhilfe 104, mittels welcher ein in Richtung 124 eingeführter Stecker in der Steckdose 100 zentriert werden kann.
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Der Einfachheit halber ist in 1 keine der beweglichen Lamellen gezeigt, welche über ein Schließsystem mit dem Deckel 110 gekoppelt sind. Zunächst sei daher lediglich auf die Anbindung des Deckels 110 an den Hauptkörper 118 der Steckdose 100 eingegangen.
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Die Steckdose 100 weist eine Öffnung 102 zur Aufnahme eines in 1 nicht näher gezeigten Steckers und einen ebenfalls in 1 nicht gezeigten Stromkontaktbereich für den Stecker auf. Der Stromkontaktbereich befindet sich unterhalb des ausgelenkten Deckels 110 (vgl. rechte Seite 1).
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Der Deckel 110 überdeckt in einer Schließposition (linke Seite 1) den Kontaktbereich völlig und er gibt in einer Öffnungsposition (1 rechte Seite) den Kontaktbereich für einen Kontakt mit dem Stecker frei.
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Um nun nach Entfernung des Steckers eine automatische Zurückstellung des Deckels 110 von der Öffnungsposition in die Schließposition zu gewährleisten, ist der Deckel 110 über einen Exzenter 112 an eine Feder 116, zum Beispiel eine Blattfeder, angelegt. Der Exzenter rotiert um eine Achse 114, welche wiederum am Hauptkörper 118 gelagert ist.
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Sobald nun der Stecker von dem Deckel 110 entfernt wird, ist die von der Feder 116 auf den Exzenter 112 ausgeübte Kraft so groß, dass daraufhin der Deckel 110 in einer Drehbewegung entgegen der Richtung 124 gezwungen wird. Dadurch schließt sich der Deckel 110 selbständig.
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Ferner in 1 gezeigt ist eine Kulisse 120, wobei diese Kulisse eine in 1 nicht näher gezeigte erste und zweite Kulissenbahn aufweist. In die erste Kulissenbahn greift jedoch ein an der Achse 114 angeordnetes erstes Führungselement 122 ein. Das Führungselement 122 ist damit indirekt am Deckel 110 angeordnet.
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Im Folgenden sei die Funktionsweise des Schließsystems anhand der nachfolgenden Figuren erläutert.
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Die 2 zeigt nun die Steckdose 100 in einer Ansicht von oben, das heißt in Richtung 124. Sichtbar ist wiederum auf der linken Seite der Zustand des geschlossenen Deckels 110, wohingegen auf der rechten Seite ausschließlich zu Anschauungszwecken der geöffnete Zustand des Deckels 110 illustriert ist. Wie jedoch bereits oben erwähnt, ist eine gleichzeitige teilweise Öffnung und ein teilweises Geschlossenhalten der Deckel 110 durch die gezeigte Ausführungsform nicht möglich. Die linke und rechte Seite zeigen somit zwei vollkommen voneinander getrennte Zustände der Steckdose 100.
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Die Steckdose 100 weist eine Vielzahl von jeweils zwischen einer Ausgangsposition und einer Endposition bewegliche Lamellen 200 auf, wobei in 2 insgesamt acht solcher Lamellen 200 gezeigt sind. Diese Lamellen 200 sind zwischen den durch die Schließposition des Deckels 110 definierten Bereich und den oberen Rand 130 der Öffnung 102 angeordnet. Die Lamellen 200 und der Deckel 110 sind über ein Schließsystem miteinander gekoppelt, wobei das Schließsystem dazu ausgebildet ist, eine Bewegung des Deckels 110 von der Schließposition in die Öffnungsposition nur zuzulassen, wenn alle Lamellen 200 in eine vordefinierte Position zwischen der Ausgangsposition und der Endposition bewegt wurden.
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Konkret ist in 2 das Schließsystem über die Kulisse 120 realisiert, wobei, wie bereits erwähnt, die Kulisse 120 eine erste Kulissenbahn 126 sowie in 2 ersichtliche zweite Kulissenbahnen 202 aufweist. In die erste Kulissenbahn 126 greift das erste Führungselement 122 des Deckels 110 ein, wohingegen in die zweite Kulissenbahnen 202 ein zweites Führungselement 204 der Lamellen eingreift. Diese zweite Führungselemente 204 sind dabei an den Lamellen 200 angeordnet, das heißt jede Lamelle 200 weist ein zweites Führungselement 204 auf, wobei wiederum jedem Führungselement 204 eine zweite Kulissenbahn angeordnet ist.
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Die Bewegung des Deckels 110 wird über das erste Führungselement 122 durch die erste Kulissenbahn 126 in Form einer Drehbewegung der Kulisse 120 geführt.
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Wird also in einem praktischen Beispiel ein Gegenstand von oben, das heißt aus Richtung 124 in die Steckdose in Richtung des Kontaktbereichs eingesteckt, so trifft dieser Gegenstand zunächst auf die Lamellen 200. Nur wenn alle Lamellen zum Beispiel durch eine Schwenkbewegung in Richtung des Kontaktbereichs durch diesen Gegenstand bewegt wurden, wird dadurch eine Beweglichkeit der Kulisse 120 in Umfangsrichtung der Kulisse 120, das heißt in Richtung 206, freigegeben. Trifft nun der Gegenstand auf die Deckel 110, wird das am Deckel angeordnete erste Führungselement 122 versuchen, innerhalb der ersten Kulissenbahn eine entsprechende Bewegung durchzuführen. Da die Beweglichkeit der Kulisse 120 in Richtung 206 freigegeben ist, kann diese Bewegung des ersten Führungselements in der ersten Kulissenbahn 126 auch tatsächlich stattfinden.
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Sobald jedoch der Gegenstand eine Form hat, welche nicht gleichzeitig alle Lamellen 200 betätigt, bleibt zumindest eine der Lamellen 200 unbetätigt, sodass ihre, zu ihr zugeordnetes zweites Führungselement 204 in der zweiten Kulissenbahn 202 dergestalt verharrt, dass dadurch die Drehbewegung der Kulisse 120 in Richtung 206 verhindert wird. Wird daraufhin der Gegenstand weiter in die Öffnung 102 der Steckdose 100 geschoben, so drückt zwar dieser Gegenstand auf die Deckel 110, was zu einer Krafteinwirkung des ersten Führungselements 122 auf die Kulissenbahn 126 führt. Diese Krafteinwirkung vermag jedoch nicht, die Kulisse 120 in Richtung 206 zu rotieren, sodass damit insgesamt eine Bewegung des Deckels in die Öffnungsrichtung verhindert wird.
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Es sei angemerkt, dass vorzugsweise alle Lamellen 200 aus einem gemeinsamen Spritzgussteil einteilig gefertigt und durch gemeinsame Stege 208 verbunden sind. Ebenso kann z. B. vorzugsweise der Deckel 110, der Exzenter 112 und die Achse 114, sowie die ersten Führungselemente 122 einstückig ausgebildet sein. Die Federn 116 können als Kunststoffspritzgussteil einteilig mit dem unteren Achslager 132 ausgebildet sein. Insgesamt wird der Aufwand an zusammenzubauenden Einzelteilen dadurch minimiert.
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Die 3 und 4 zeigen zwei Zustände der Lamellen 200 im unbelasteten Zustand (3) und belasteten Zustand (4). Der belastete Zustand in 4 wird dabei durch eine Kraft in Richtung 302 auf die in 4 gezeigte Lamelle 200 bewirkt. Denn wird z. B. ein Gegenstand aus Richtung 124 in die Öffnung 102 der Steckdose 100 eingeführt, so erfährt dieser Gegenstand zunächst eine Zwangsführung aufgrund der konischen Wände 104. Daraufhin drückt der Gegenstand auf das abstehende Ende der Lamelle 200, wodurch diese ebenfalls in Richtung 124 nach unten gedrückt wird. Dies bewirkt jedoch aufgrund der Lagerung der Lamelle eine Krafteinwirkung in Richtung 302, sodass das dem Gegenstand abgewandte Ende der Lamelle in 4 entgegen der Richtung 124 nach oben angehoben wird. Dadurch findet ein Verfahren des an der Lamelle 200 angeordneten zweiten Führungselements 204 entgegen der Richtung 124 in der zweiten Kulisse 202 statt.
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Wird der Gegenstand aus der Steckdose wieder entfernt, entfällt die Kraft 302, wobei aufgrund einer an die Lamelle 200 angespritzten Feder 300 eine Rückstellung der Lamelle 200 zum in 3 gezeigten Zustand erfolgt.
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Nicht gezeigt in den 3 und 4 sind wiederum der Kontaktbereich der Steckdose sowie der Deckel. Der Deckel würde sich jedoch in den 3 und 4 unterhalb der Lamelle 200 befinden, wobei der Kontaktbereich der Steckdose sich wiederum unterhalb des Deckels befinden würde.
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Die 5 zeigt Details des Schließsystems der Steckdose, realisiert über die Kulisse 120. In den 5a–c sind dabei schrittweise verschiedene Zustände des Schließsystems gezeigt, wie sie im verriegelten Zustand (5a), in einem Zwischenzustand zwischen Verriegelung und Entriegelung (5b) und in einem Entriegelungszustand (5c) des Deckels auftreten.
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Das Schließsystem weist wie oben erwähnt eine Kulisse 120 in einer ersten Kulissenbahn 126 und einer zweiten Kulissenbahn 202 auf, wobei an dem Deckel (vgl. 1) 110 das erste Führungselement 122 angeordnet ist und in die erste Kulissenbahn 126 eingreift. An den Lamellen (vgl. 2) ist an jeder Lamelle ein zweites Führungselement 204 angeordnet, wobei jedes der zweiten Führungselemente 204 in eine gegenstückige zweite Kulissenbahn 202 eingreift. Die Bewegung des Deckels 110 wird über das erste Führungselement 122 durch die erste Kulissenbahn 126 geführt.
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Die zweite Kulissenbahn 202 ist als abgewinkelte, L-förmige Aussparung entlang des Zylindermantels der Kulisse 120 ausgeformt. Die abgewinkelte Aussparung umfasst einen ersten Teil 504 und einen zweiten Teil 502, wobei diese rechtwinklig zueinander angeordnet sind. Ferner sind der erste Teil 504 und der zweite Teil 502 so zueinander angeordnet, dass in der Ausgangsposition (vgl. 5a) der Lamellen das zweite Führungselement 204 ausschließlich in den ersten Teil 504 eingreift.
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Sobald der Gegenstand die Lamelle 200 in die vordefinierte Position gedrückt hat, wird dadurch das zweite Führungselement 204 angehoben (vgl. 4). Dies führt dazu, dass das zweite Führungselement 204 in die in 5b gezeigte Position überführt wird.
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Der zweite Teil 502 der zweiten Kulissenbahn 202 ist nun so ausgeformt, dass bei einer Bewegung des ersten Führungselements 222 in der ersten Kulissenbahn 126 auch gleichzeitig eine Bewegung des zweiten Führungselements 204 in der zweiten Kulissenbahn 202 erfolgt. Dies ist in 5c veranschaulicht, wobei hier aufgrund einer Bewegung des ersten Führungselements 122 diagonal nach links oben ebenfalls das zweite Führungselement 204 im zweiten Teil 502 der zweiten Kulisse nach links bewegt wurde.
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Da vorzugsweise die Steckdose eine Vielzahl von Lamellen 200 mit zugeordneten zweiten Führungselementen und zweiten Kulissenbahnen aufweist, genügt es also, wenn eine der Lamellen nicht betätigt wird, um eine Bewegung des ersten Führungselements 122 mit der Kulissenbahn 126 zu verhindern. Denn sämtliche zweite Kulissenbahnen sind über die gemeinsame Kulisse 120 miteinander verbunden, sodass im Falle des Verharrens eines zweiten Führungselements 204 in der in 5a gezeigten Position eine Bewegung der Kulisse 120 in Richtung 206 blockiert wird. Damit ist jedoch abgesichert, dass ausschließlich bei einer gleichzeitigen Bewegung aller Lamellen 200 in eine vordefinierte Position die Öffnungsbewegung des Deckels 110 freigegeben wird.
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Die 6 zeigt eine erweiterte Querschnittansicht einer Steckdose 100, bei welcher neben der Einlassseite 102 auch der Kontaktbereich der Steckdose sichtbar ist. Der Kontaktbereich umfasst eine erste Kontaktfläche 616, welche in Richtung 124 über eine Rückstellfeder 620 beweglich in der Steckdose 100 angeordnet ist. Ferner umfasst der Kontaktbereich eine zweite Kontaktfläche 618, welche fest an der Steckdose 100 angeordnet ist. Die zweite Kontaktfläche 618 ist beim Einschieben des Steckers 600 in die Steckdose 100 senkrecht zur Bewegungsrichtung des Steckers zur Seite reversibel wegbiegbar. Dadurch wird gewährleistet, dass nach einschieben des Steckers 600 in die Steckdose aufgrund des Anpressdrucks der zweiten Kontaktfläche 618 an eine seitliche Umrandung 606 des Steckers 600 ein guter elektrischer Kontakt bereitgestellt werden kann.
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Die erste Kontaktfläche 616 ist eine Auflagefläche für eine gegenstückige Kontaktfläche 608 des Steckers 600, wobei aufgrund der Feder 620 nach eingestecktem Stecker aufgrund es resultierenden Anpressdrucks der ersten Kontaktfläche 616 an die Fläche 608 des Steckers 600 ebenfalls ein guter elektrischer Kontakt bereitgestellt werden kann.
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Die Kontaktflächen 616 und 618 sind mit dem Bordnetz des Fahrzeugs verbunden, in welchem die Steckdose 100 Verwendung findet. Die Anbindung erfolgt dabei über Kontakte 622 und 624. Die Kontaktflächen 606 und 608 sind über Kontakte 610 und 612 elektrisch mit einem Energieverbraucher über den Stecker 600 ankoppelbar.
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Ferner ersichtlich ist in 6 ein Rastelement 619, wobei das Rastelement 619 nach vollständigem Einstecken des Steckers 600 in die Steckdose 100 in eine gegenstückige Nut 604 des Steckers 600 eingreifen kann. Dadurch wird der Stecker in der Steckdose fixiert. Das Rastelement 619 ist ein Federelement, welches senkrecht zur Einführungsrichtung 124 des Steckers eine Federkraft auf die Nut 604 ausübt. Da das Federelement im Auflagebereich der Nut abgerundet ist, kann nach Aufbringen einer vordefinierten Kraft entgegen der Richtung 124 der Stecker wieder aus der Steckdose entfernt werden.
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Leuchtmittel 614 sind zwischen dem Hauptkörper 618, dem konischen Rand 104 und dem unteren Achslager 132 angeordnet, wobei von den Leuchtmitteln 614 ausgestrahltes Licht z. B. durch eine transparent gestaltete Oberfläche des konischen Randes 104 austreten kann.
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Ferner ersichtlich ist in 6 schließlich noch die Kombination von Lamellen 200 und Deckel 110, wobei im geschlossenen Zustand des Deckels bei unbelasteten Lamellen die Fluchtlinien zwischen dem Endbereich des Deckels 110 und der Lamellen 200 einen vordefinierten Abstand 602 aufweisen, wobei der Endbereich des Deckels weiter vom Rand der Hauptkörpers 118 entfernt ist als der Endbereich der Lamellen 200. Im geöffneten Zustand sind die Fluchtlinien zwischen dem Endbereich des Deckels 110 und der Lamellen 200 identisch.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Steckdose
- 102
- Öffnung
- 104
- konischer Rand
- 106
- Konsole
- 108
- Haltering
- 110
- Deckel
- 112
- Exzenter
- 114
- Achse
- 116
- Feder
- 118
- Hauptkörper
- 120
- Kulisse
- 122
- erstes Führungselement
- 124
- Richtung
- 126
- erste Kulissenbahn
- 130
- Randbereich
- 132
- Unteres Achslager
- 200
- Lamelle
- 202
- zweite Kulissenbahn
- 204
- zweites Führungselement
- 206
- Richtung
- 208
- Steg
- 300
- Feder
- 502
- zweiter Teil
- 504
- erster Teile
- 600
- Stecker
- 602
- Abstand
- 604
- Nut
- 606
- Fläche
- 608
- Kontakt
- 610
- Kontakt
- 612
- Kontakt
- 614
- Leuchtmittel
- 616
- Kontakt
- 618
- Kontakt
- 619
- Rastelement
- 620
- Kontakt
- 614
- Kontakt
