DE102011103866A1

DE102011103866A1 - Stromkabel und elektrische Ladevorrichtung für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102011103866A1
Application number: DE102011103866A
Authority: DE
Inventors: Ingo Busche; Dirk Gildemann; Dirk Jäschke
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2011-06-10
Filing date: 2011-06-10
Publication date: 2012-12-13
Anticipated expiration: 2031-06-11
Also published as: DE102011103866B4

Abstract

Ein Stromkabel (6') für ein Fahrzeug (10) wird beschrieben, welches mehrere Adern (11) umfasst. Dabei sind die Adern (11) in einem Längenabschnitt (8) des Stromkabels (6') derart zueinander frei beweglich angeordnet, dass eine Länge des Längenabschnitts (8) einstellbar ist. Das Stromkabel (6') weist an dem Längenabschnitt (8) eine äußere Ummantelung (12) auf, deren Länge in Längsrichtung des Stromkabels (6') veränderbar ist. Darüber hinaus wird eine elektrische Ladevorrichtung (20) für ein Fahrzeug (10) beschrieben, welche einen Anschluss (7), ein mit diesem Anschluss (7) verbundenes Stromkabel (6') und eine Führung (9) des Anschlusses (7) umfasst. Der Anschluss (7) ist dabei zur elektrischen Verbindung mit einem entsprechenden Gegenstück (18) beim elektrischen Laden ausgestaltet. Die Ladevorrichtung (20) ist derart ausgestaltet, dass der Anschluss (7) innerhalb der Führung (9) aus einer eingezogenen Stellung in eine ausgezogene Stellung bewegbar ist, in welcher der Anschluss (7) derart lösbar verrastbar ist, dass der Anschluss (7) bei einem Koppeln mit dem Gegenstück (18) in der ausgezogenen Stellung verbleibt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrischen Strom führendes Kabel für ein Fahrzeug, eine elektrische Ladevorrichtung für ein Fahrzeug und ein entsprechend ausgestaltetes Fahrzeug.
Die DE 20 2007 010 440 U1 offenbart eine Anhänger-Steckdose, bei welcher Anschlussleitungen flexibel verlegt werden können.
Die DE 10 2007 030 537 A1 beschreibt eine Steckdose für eine Anhängervorrichtung mit einem Gehäuse, wobei ein Kabelausgang um die erste Achse des Gehäuses drehbar ausgebildet ist.
Die DE 694 17 141 T2 offenbart eine Ladekabellagerstruktur für ein Elektrofahrzeug, welche ein Ladekabel mit einem Ladestecker umfasst. Dabei kann der Ladestecker mit dem Ladekabel zum Laden von Batterien des Fahrzeugs aus einem Behälter der Ladekabellagerstruktur gezogen werden.
Die DE 10 2009 044 179 A1 betrifft ein Stromversorgungssteckverbinderteil für ein Elektrofahrzeug.
Die DE 10 2007 002 025 A1 offenbart eine in einem Tankeinfüllstutzen angeordnete Ladesteckdose.
Zum Laden einer Batterie eines Elektrofahrzeugs muss nach dem Stand der Technik ein Stecker mit einer Steckdose in Eingriff gebracht werden. Dabei liegt die Steckdose dicht an einer Außenwand der Karosserie des Fahrzeugs (beispielsweise im Motorraum), ist aber schwer erreichbar, so dass ein Koppeln des Steckers mit der Steckdose ein relativ komplizierter Vorgang ist.
Daher stellt sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe, den Vorgang, eine Steckdose mit einem Stecker zum Laden einer Batterie in Eingriff zu bringen, im Vergleich zum Stand der Technik zu erleichtern.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Stromkabel für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, durch eine elektrische Ladevorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 8 und durch ein Fahrzeug nach Anspruch 14 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird ein Stromkabel für ein Fahrzeug bereitgestellt. Dabei umfasst das Stromkabel mehrere Adern (beispielsweise drei stromführende Adern bei Drehstrom). Dieser Adern sind in einem Längenabschnitt des Stromkabels derart zueinander frei beweglich angeordnet, dass eine Länge dieses Längenabschnitts in gewissen Grenzen frei einstellbar ist. Beispielsweise ist die maximale Länge dieses Längenabschnitts durch die minimale Länge der Längen der Adern in diesem Längenabschnitt vorgegeben. Die minimale Länge dieses Längenabschnitts ist beispielsweise von der Art und Weise, wie sich die Adern zusammenlegen und insbesondere von dem Platz, welchen die Adern zum Zusammenlegen einnehmen können, abhängig. Das Stromkabel weist bei diesem Längenabschnitt eine äußere Ummantelung auf, deren Länge in Längsrichtung des Stromkabels einstellbar oder veränderbar ist.
Mit anderen Worten sind die Adern des Stromkabels in diesem Längenabschnitt derart angeordnet, dass sie sich in irgendeiner Weise zusammenlegen können, wenn der Längenabschnitt nur eine geringe Länge (geringer als eine maximale Länge) aufweist. Wenn der Längenabschnitt dagegen seine maximale Länge aufweist oder in seine maximale Länge gebracht wird, ist zumindest diejenige Ader, welche in diesem Längenabschnitt die geringste Länge aufweist, vollständig gestreckt oder geradlinig angeordnet. Indem die äußere Ummantelung bei dem Längenabschnitt hinsichtlich ihrer Länge in Längsrichtung des Stromkabels veränderbar ist, sind die Adern durch diese Ummantelung bzw. durch diesen beweglichen Kabelschutz dennoch bei jeder Länge, die der Längenabschnitt aufweist, entsprechend geschützt.
Das erfindungsgemäße Stromkabel ermöglicht aufgrund seines in der Länge veränderbarem Längenabschnitts vorteilhafterweise, dass ein mit dem Stromkabel verbundener Anschluss zumindest in der Längsrichtung des Stromkabels bewegt werden kann. Dadurch ist es vorteilhafterweise möglich, dass dieser Anschluss (beispielsweise eine im Motorraum angeordnete Steckdose zum Laden einer Batterie) in eine Stellung gebracht werden kann, in welcher die Kopplung mit einem entsprechenden Gegenstück (beispielsweise einem Stecker) relativ einfach durchgeführt werden kann. Daher dient das erfindungsgemäße Stromkabel dazu, die oben gestellte Aufgabe zu lösen.
Die Adern sind insbesondere an einer Stelle oberhalb und/oder an einer Stelle unterhalb des Längenabschnitts mit dem restlichen Stromkabel (wobei sich dieses restliche Stromkabel nicht im Längenabschnitt befindet) derart verbunden, dass die Adern an der jeweiligen Stelle miteinander und mit dem restlichen Stromkabel fixiert sind, so dass sie sich an dieser Stelle nicht gegenüber dem restlichen Stromkabel und nicht gegeneinander bewegen können.
Gemäß einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform sind die Adern derart ausgebildet, dass sich jede dieser Adern spiralförmig oder mäanderförmig zusammenlegt, wenn der Längenabschnitt auf eine Länge eingestellt wird, welche kürzer als seine maximale Länge ist.
Durch dieses spiralförmige oder mäanderförmige Zusammenlegen der Adern kann vorteilhafterweise sichergestellt werden, dass sich die Adern bei einer Verkürzung der Länge des Längenabschnitts in einer geordneten Weise zusammenlegen, ohne sich dabei gegenseitig zu behindern.
Gemäß einer weiteren bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform umfasst die äußere Ummantelung zumindest eine erste und eine zweite zylinderförmige Hülse, welche im Wesentlichen konzentrisch zu einer Längsmittelachse des Stromkabels angeordnet sind. Dabei ist die erste Hülse zumindest teilweise innerhalb der zweiten Hülse angeordnet. Die äußere Ummantelung (d. h. die Hülsen) ist derart ausgestaltet, dass die Ummantelung bei dem Längenabschnitt stufenlos bezuglich ihrer Länge einstellbar ist. Diese stufenlose Einstellung der Länge wird erreicht, indem die zweite Hülse in Längsrichtung der Ummantelung oder des Stromkabels gegenüber der ersten Hülse verschoben wird.
Wenn die erste Hülse an einem Ende des Längenabschnitts in Längsrichtung mit dem (restlichen) Stromkabel und die zweite Hülse an dem jeweils anderen Ende des Längenabschnitts in Längsrichtung mit dem (restlichen) Stromkabel verbunden ist, und die beiden Hülsen in Längsrichtung dieselbe Länge aufweisen, kann der Längenabschnitt prinzipiell von einer maximalen Länge, welche durch das Doppelte der Länge einer der Hülsen (abzüglich der Länge eines Überlappungsabschnitts, an welchem sich die beiden Hülsen überlappen müssen) definiert ist, bis zu einer minimalen Länge, welche im Wesentlichen durch die Länge einer der Hülsen definiert ist, eingestellt werden, wobei dennoch die Adern unabhängig von der jeweils eingestellten Länge des Längenabschnitts durch die Ummantelung (durch die Hülsen) geschützt ist.
Wenn auf einen Teil der äußeren Isolierung bei den Adern verzichtet wird, um den Bewegungsspielraum und die Beweglichkeit der Adern dadurch zu erhöhen, kann die Isolation der Ummantelung entsprechend erhöht werden, um in Summe denselben Schutz wie bei einem Stromkabel nach dem Stand der Technik zu erreichen. In ähnlicher Weise kann ein verminderter EMV-Schutz der Adern durch einen erhöhten EMV-Schutz der Ummantelung ausgeglichen werden.
Natürlich kann die Ummantelung auch mehr als zwei Hülsen umfassen, welche jeweils konzentrisch zur Längsmittelachse des Stromkabels angeordnet sind. Dabei sollten zwei benachbarte dieser Hülsen jeweils unterschiedliche Durchmesser aufweisen, damit die eine innerhalb der anderen angeordnet werden kann.
Zur Führung der Hülsen kann die erste Hülse am Außendurchmesser einen Vorsprung (eine Feder) aufweisen, welche sich mit einer in Längsrichtung der Hülse innen in der zweiten Hülse verlaufenden Nut in Eingriff befindet. In ähnlicher Weise kann zur Führung die zweite Hülse einen radial nach innen ragenden Vorsprung (eine Feder) aufweisen, welcher sich mit einer in Längsrichtung außen in der zweiten Hülse verlaufenden Nut in Eingriff befindet.
Durch diese Führung wird vorteilhafterweise ein gegenseitiges Verdrehen der beiden Hülsen um die Längsachse des Stromkabels verhindert. Darüber hinaus ermöglicht die Führung eine gerichtete dynamische Bewegung des Stromkabels.
Gemäß einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform weist sowohl die erste Hülse als auch die zweite Hülse einen Anschlag auf. Dabei befindet sich der Anschlag der ersten Hülse an einem Abschnitt der ersten Hülse, welcher innerhalb der zweiten Hülse angeordnet ist. Der Anschlag der ersten Hülse erstreckt sich von der ersten Hülse radial nach außen. Der Anschlag der zweiten Hülse erstreckt sich von der zweiten Hülse radial nach innen und befindet sich in einem Abschnitt der zweiten Hülse, innerhalb welchem sich die erste Hülse befindet. Die Hülsen sind gemäß dieser Ausführungsform derart ineinander geschoben und angeordnet, dass die beiden Anschläge gegeneinanderstoßen, wenn die Hülsen in unterschiedlichen Richtungen entlang der Längsrichtung des Stromkabels bewegt werden.
Wenn die erste Hülse an einem Ende des Längenabschnitts in Längsrichtung mit dem Stromkabel befestigt ist und die zweite Hülse an dem anderen Ende des Längenabschnitts in Längsrichtung mit dem Stromkabel befestigt ist, definieren diese beiden Anschläge die maximale Länge des Längenabschnitts und sorgen vorteilhafterweise dafür, dass die Adern im Längenabschnitt keine Zugkräfte aufnehmen müssen (vorausgesetzt jeder Ader weist im Längenabschnitt eine Länge auf, welche länger als die maximale von den beiden Anschlagen definierte Länge des Längenabschnitts ist).
Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform kann entweder die erste Hülse oder die zweite Hülse einen weiteren Anschlag aufweisen. Bei der ersten Variante, bei welcher die erste Hülse einen weiteren Anschlag aufweist, erstreckt sich dieser (wie der andere Anschlag der ersten Hülse) radial nach außen. Die Hülsen sind bei dieser Variante derart zueinander angeordnet, dass der Anschlag der zweiten Hülse quasi zwischen den beiden Anschlägen der ersten Hülse liegt. Wenn die Hülsen entlang der Längsrichtung ineinander geschoben werden, stößt der Anschlag der zweiten Hülse an den weiteren Anschlag der ersten Hülse und verhindert dadurch, dass die Länge des Längenabschnitts weiter verkürzt wird.
Bei der zweiten Variante weist die zweite Hülse einen weiteren Anschlag (d. h. insgesamt zwei Anschläge) und die erste Hülse nur einen Anschlag auf, wobei sich beide Anschläge der zweiten Hülse radial nach innen erstrecken. Auch bei dieser zweiten Variante sind die beiden Hülsen derart ineinander angeordnet, dass der Anschlag der ersten Hülse an den weiteren Anschlag der zweiten Hülse stößt, wenn die Hülsen entlang der Längsrichtung ineinander geschoben werden. Auch bei dieser Variante verhindert das Aneinanderstoßen der Anschläge, dass die Länge des Längenabschnitts weiter verkürzt wird.
Der weitere Anschlag der ersten Hülse oder der zweiten Hülse stellt vorteilhafterweise sicher, dass eine durch die entsprechenden Anschläge definierte minimale Länge des Längenabschnitts nicht unterschritten werden kann. Dadurch wird vorteilhafterweise verhindert, dass die Adern in dem Längenabschnitt durch ein Unterschreiten der minimalen Länge zusammengequetscht und verletzt werden.
Das erfindungsgemäße Stromkabel kann zum Anschließen einer Steckdose zum Laden einer Batterie eines Fahrzeugs eingesetzt werden, wie es im Folgenden noch genauer ausgeführt wird. Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen bevorzugten Anwendungsbereich eingeschränkt, da das erfindungsgemäße Stromkabel beispielsweise auch eingesetzt werden kann, um eine normale Fahrzeugbatterie, welcher auch bei Fahrzeugen ohne Elektromotor zum Antrieb des Fahrzeugs eingesetzt wird, anzuschließen. Das Anschließen der Fahrzeugbatterie mit dem erfindungsgemäßen Stromkabel ermöglicht vorteilhafterweise, dass elektrische Anschlüsse, welche mit dem Stromkabel verbunden sind, hinsichtlich ihrer Stellung verändert werden können, was das Anschließen der Fahrzeugbatterie erleichtert. Darüber hinaus kann das erfindungsgemäße Stromkabel auch bei Schiffen, Flugzeugen sowie gleisgebundenen oder spurgeführten Fahrzeugen oder auch außerhalb eines Fortbewegungsmittels eingesetzt werden.
Das erfindungsgemäße Stromkabel weist folgende Vorteile auf:

• Durch die Verlängerung/Verkürzung des Stromkabels können neue Einbaulagen für mit dem Stromkabel verbundene Einrichtungen ermöglicht werden. Dies gilt insbesondere für den Fall, dass das Stromkabel mit einem Ladeanschluss verbunden ist, wodurch neue Einbaulagen für diesen Anschluss möglich werden.
• Falls das Stromkabel mit einem Ladeanschluss (Steckdose) verbunden ist, wird eine Bewegung dieses Ladeanschlusses ermöglicht.
• Falls eine Batterie über Steckverbindungen angeschlossen ist, welche mit dem Stromkabel verbunden sind, können bei einer Entnahme der Batterie diese Steckverbindungen zur Erleichterung der Entnahme ausgefahren werden.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird auch eine elektrische Ladevorrichtung für ein Fahrzeug bereitgestellt. Dabei umfasst die Ladevorrichtung einen Anschluss, ein mit diesem Anschluss verbundenes Stromkabel und eine Führung des Anschlusses. Der Anschluss (z. B. ein Stecker oder eine Steckdose) ist derart ausgestaltet, dass er beim elektrischen Laden einer Batterie des Fahrzeugs mit einem entsprechenden Gegenstück (z. B. einer Steckdose oder einem Stecker) verbunden werden kann. Die Ladevorrichtung ist derart ausgestaltet, dass der Anschluss innerhalb der Führung aus einer eingezogenen Stellung in eine ausgezogene Stellung bewegt werden kann. Dabei ist der Anschluss in der ausgezogen Stellung lösbar verrastet, damit der Anschluss beim Koppeln mit dem Gegenstück in der ausgezogenen Stellung verbleibt.
Die erfindungsgemäße Ladevorrichtung ermöglicht vorteilhafterweise, dass der Anschluss (beispielsweise die Steckdose) zum Laden aus der eingezogenen in die ausgezogene Stellung gebracht werden kann, in welcher ein Koppeln mit dem entsprechenden Gegenstück (beispielsweise dem Stecker) einfacher möglich ist. Um bei diesem Koppeln ein Weggleiten des Anschlusses zu vermeiden, verbleibt der Anschluss in dieser ausgezogenen Stellung, indem er durch entsprechende Rastmittel (beispielsweise entsprechende Vorsprünge) einrastet. Um den Anschluss beispielsweise nach dem Laden oder auch während des Ladens wieder in die eingezogene Stellung zu bringen, kann die Verrastung vorteilhafterweise gelöst werden.
Bei dem für die erfindungsgemäße Ladevorrichtung eingesetzten Stromkabel handelt es sich insbesondere um das vorab beschriebene erfindungsgemäße Stromkabel.
Die Ladevorrichtung kann eine Feder (beispielsweise eine Spiralfeder) umfassen, welche derart mit dem Anschluss verbunden ist, dass der Anschluss durch die Feder in die eingezogene Stellung gezogen wird, wenn der Anschluss aus der eingezogenen Stellung in Richtung der ausgezogenen Stellung bewegt wird.
Durch diese Feder wird die Bewegung der Ladevorrichtung aus der ausgezogenen Stellung in die eingezogene Stellung vorteilhafterweise quasi automatisiert oder zumindest erleichtert.
Darüber hinaus kann die Ladevorrichtung ein Dämpfungselement umfassen, welches derart mit dem Anschluss verbunden ist, dass das Dämpfungselement zumindest eine Gegenkraft gegenüber einer Kraft erzeugt, mit welcher der Anschluss von der eingezogenen Stellung zu der ausgezogenen Stellung bewegt wird.
Durch das Dämpfungselement können vorteilhafterweise auch durch die Feder auftretende Schwingungen verhindert werden.
Die Ladevorrichtung kann derart ausgestaltet sein, dass der Anschluss auch in der eingezogenen Stellung verrastet.
Die Bewegung des Anschlusses aus der eingezogenen Stellung in die ausgefahrene Stellung und/oder die Bewegung des Anschlusses aus der ausgefahrenen Stellung zurück in die eingezogene Stellung kann auch elektromechanisch bzw. automatisch (d. h. mittels eines Motors) erfolgen.
Darüber hinaus ist es möglich, dass die Führung derart ausgestaltet ist, dass der Anschluss auf seinem Weg von der eingezogenen Stellung zu der ausgezogenen Stellung (oder umgekehrt) an einer bestimmten Stelle um eine Achse gekippt werden kann, welche senkrecht zu der Längsachse des Stromkabels steht.
Durch diese Kippbewegung kann die Führung der Ladevorrichtung (bzw. Führung des Anschlusses) vorteilhafterweise einen Knick aufweisen, um welchen der Anschluss auf seinem Weg von der eingezogenen Stellung zu der ausgezogenen Stellung (oder umgekehrt) herumgeführt wird.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird auch ein Fahrzeug bereitgestellt, welches entweder ein erfindungsgemäßes Stromkabel oder eine erfindungsgemäße Ladevorrichtung oder ein erfindungsgemäßes Stromkabel und eine erfindungsgemäße Ladevorrichtung umfasst.
Mit der vorliegenden Erfindung können Gleichstrom basierte, Wechselstrom basierte oder kombinierte mit Gleichstrom und Wechselstrom arbeitende Ladevorrichtungen realisiert werden. Wie bereits vorab hinsichtlich des erfindungsgemäßen Stromkabels ausgeführt ist, ist die vorliegende Erfindung insbesondere zum Einsatz bei Elektrofahrzeugen geeignet. Allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen bevorzugten Anwendungsbereich eingeschränkt, da die vorliegende Erfindung beispielsweise auch bei Schiffen, Flugzeugen sowie gleisgebundenen oder spurgeführten Fahrzeugen einsetzbar ist.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter erfindungsgemäßer Ausführungsformen mit Bezug zu den Figuren im Detail beschrieben.
In 1 ist eine erfindungsgemäße Ummantelung von Adern im Querschnitt dargestellt.
2 und 3 stellen schematisch zwei verschiedene erfindungsgemäße Ausführungsformen einer Ummantelung dar.
In 4 und 5 ist ein erfindungsgemäßes Stromkabel einmal bei maximaler Länge des Längenabschnitts und einmal bei minimaler Länge des Längenabschnitts dargestellt.
In 6 ist eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stromkabels dargestellt.
In 7 und 8 ist eine erfindungsgemäße Ladevorrichtung einmal in einem auseinandergezogenen Zustand und einmal in einem zusammen geschobenen Zustand dargestellt.
9 stellt eine erfindungsgemäße Ladevorrichtung mit Neigemöglichkeit dar.
In 10 und 11 ist eine erfindungsgemäße Ladevorrichtung gekoppelt mit einem Gegenstück einmal in einem ausgezogenen Zustand und einmal in einem eingezogenen Zustand dargestellt.
12 bis 14 stellen zwei erfindungsgemäße Ausführungsformen zur Führung von Hülsen einer Ummantelung dar.
In 15 ist ein erfindungsgemäßes Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Ladevorrichtung dargestellt.
In 1 ist gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform eine Ummantelung, welche durch eine erste Hülse 1 und durch eine zweite Hülse 2 gebildet wird, dargestellt, welche drei Adern 11 umschließt. Die beiden Hülsen 1, 2 sind zylinderförmig und sind konzentrisch zueinander angeordnet.
In 2 ist eine erfindungsgemäße Ummantelung 12 dargestellt, welche eine erste Hülse 1, eine zweite Hülse 2 und eine dritte Hülse 3 umfasst. Auch in diesem Fall sind die Hülsen 1–3 zylinderförmig und liegen konzentrisch zur Längsmittelachse 24 der Ummantelung 12. Bei dieser Ausführungsform weisen die erste Hülse 1 und die dritte Hülse 3 denselben Durchmesser auf während die zweite Hülse 2 einen größeren Durchmesser aufweist. Die Hülsen 1–3 sind derart angeordnet, dass sowohl die erste Hülse 1 als auch die dritte Hülse 3 teilweise von der zweiten Hülse 2 überdeckt werden bzw. teilweise in die zweite Hülse 2 geschoben sind.
Die erste Hülse 1 weist an ihrem Ende in Richtung der Längsmittelachse 24 einen Anschlag 21 auf, welcher sich von der Hülse 1 radial nach außen erstreckt. Die zweite Hülse 2 weist an beiden Enden in Richtung der Längsmittelachse 24 jeweils einen Anschlag 22 auf, welcher sich von der Hülse 2 radial nach innen erstreckt. Die erste Hülse und die zweite Hülse 2 sind derart ineinander geschoben, dass der Anschlag 21 der ersten Hülse 1 gegen den Anschlag 22 der zweiten Hülse 2 stößt, wenn die beiden Hülsen 1, 2 in unterschiedlichen Richtungen entlang der Längsmittelachse 24 auseinandergezogen werden.
Da die dritte Hülse 3 in ähnlicher Weise wie die erste Hülse 1 an ihrem Ende einen Anschlag 21 aufweist, welcher sich von der dritten Hülse 3 radial nach außen erstreckt, und da die zweite Hülse 2 und die dritte Hülse 3 in ähnlicher Weise ineinander geschoben sind, wie die erste Hülse 1 und die zweite Hülse 2, stößt auch der Anschlag 21 der dritten Hülse 3 gegen den Anschlag 22 der zweiten Hülse 2, wenn die erste Hülse 1 und die dritte Hülse 3 in unterschiedlichen Richtungen entlang der Längsmittelachse 24 auseinandergezogen werden. Daher verhindern die Anschlage 21, 22, dass die Ummantelung 12 eine Länge längs der Längsmittelachse 24 aufweist, welche länger als die maximale Länge der Ummantelung 12 ist, wobei diese maximale Länge bei der in 2 dargestellten Ausführungsform im Wesentlichen der Summe der Längen der drei Hülsen 1–3 in Richtung der Längsmittelachse 24 entspricht.
In 3 ist eine andere erfindungsgemäße Ummantelung 12' dargestellt, welche ebenfalls drei Hülsen 1–3, nämlich eine erste Hülse 1, eine zweite Hülse 2 und eine dritte Hülse 3, umfasst. Bei dieser Ausführungsform sind die drei Hülsen 1–3 ebenfalls zylinderförmig und konzentrisch zur Längsmittelachse 24. Allerdings weisen die drei Hülsen 1–3 unterschiedliche Durchmesser auf, wobei die erste Hülse 1 den kleinsten und die dritte Hülse 3 den größten Durchmesser aufweisen. Die drei Hülsen sind derart ineinander geschoben, dass sich die zweite Hülse 2 teilweise innerhalb der dritten Hülse 3 und die erste Hülse 1 teilweise in der zweiten Hülse 2 befindet.
In ähnlicher Weise wie bei der Ausführungsform der 2 weist die erste Hülse 1 an einem Ende einen Anschlag 21 auf, welcher sich von der Hülse 1 radial nach außen erstreckt. Auch die zweite Hülse 2 weist an einem Ende einen Anschlag 22 auf, welcher sich von der Hülse 2 radial nach innen erstreckt. Wie bei der in 2 dargestellten Ausführungsform stoßen diese beiden Anschläge 21, 22 gegeneinander, wenn die Hülsen 1, 2 auseinandergezogen werden. Bei der in 3 dargestellten Ausführungsform weist die erste Hülse 1 darüber hinaus an ihrem anderen Ende einen weiteren Anschlag 23 auf, welcher sich ebenfalls von der Hülse 1 radial nach außen erstreckt. Wenn die erste Hülse 1 weit genug in die zweite Hülse 2 geschoben wird, stößt dieser Anschlag 23 gegen den Anschlag 22 der Hülse 2.
Am anderen Ende weist die zweite Hülse 2 einen weiteren Anschlag 21 auf, welcher sich radial von der Hülse 2 nach außen erstreckt. Die dritte Hülse 3 weist an einem Ende einen Anschlag 22' auf, welcher sich radial nach innen erstreckt. Wie die Anschläge 21, 22 bei den Hülsen 1, 2 stoßen die Anschläge 21', 22' gegeneinander, wenn die Hülsen 2, 3 weit genug auseinandergezogen werden. Die Anschläge 21, 22 und 21', 22' sorgen dafür, dass die maximale Länge der Ummantelung 12', welche im Wesentlichen durch die Summe der Längen der drei Hülsen 1–3 definiert ist, nicht überschritten wird.
Die dritte Hülse weist an ihrem anderen Ende einen weiteren Anschlag 23' auf, welche sich von der Hülse 3 radial nach innen erstreckt. Wenn die zweite Hülse 2 weit genug in die dritte Hülse 3 geschoben wird, stößt dieser Anschlag 23' gegen den Anschlag 21' der zweiten Hülse 2. Die Anschläge 22, 23 und 21', 23' sorgen daher dafür, dass eine minimale Länge der Ummantelung nicht unterschritten wird.
In 4 ist ein erfindungsgemäßes Stromkabel 6 dargestellt. Das Stromkabel 6 umfasst drei Adern 11 und eine Ummantelung 12, welche drei Hülsen 1–3 aufweist, die in Richtung 16 verschiebbar sind. Man erkennt, dass die Ummantelung 12 bzw. die Hülsen 1–3 an einem Längenabschnitt 8 des Stromkabels 6 angeordnet ist/sind, in welchem die drei Adern 11 relativ frei beweglich (und nicht miteinander verbunden) ausgebildet sind. Die Konstellation der drei Hülsen 1–3 entspricht der in 2 dargestellten Konstellation.
Während das Stromkabel 6 in 4 in einer auseinandergezogenen Stellung dargestellt ist, ist das Stromkabel 6 in 5 in einer zusammen geschobenen Stellung sichtbar. Man erkennt, dass die Adern 11 im Längenabschnitt 8 genügend Freiraum haben, um sich in diesem Fall spiralförmig zusammenzulegen. Die Hülsen 1–3 sind in 5 derart zusammen geschoben, dass die Länge der Ummantelung 12 an die Länge des Längenabschnitts 8 angepasst ist.
In 6 ist eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stromkabels 6'' dargestellt. Während bei der in 4 und 5 dargestellten Ausführungsform zwei Hülsen 1, 3 denselben Durchmesser und eine weitere Hülse 2 einen größeren Durchmesser aufweist, wobei die Hülsen 1, 3 teilweise in die weitere Hülse 2 eingeschoben sind, weisen bei der in 6 dargestellten Ausführungsform ebenfalls zwei Hülsen 2, 3 denselben Durchmesser auf, aber die weitere Hülse 1 weist einen kleineren Durchmesser auf und sowohl die Hülse 2 als auch die Hülse 3 sind teilweise über die weitere Hülse 1 geschoben. Die in 6 dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ummantelung 12'' weist im Vergleich zu der in 4 und 5 dargestellten Ausführungsform den Vorteil auf, dass die Gefahr, dass eine der Adern 11 beim Zusammenschieben des Stromkabels 6'' zwischen den Hülsen 2, 3 mit demselben Durchmesser eingezwängt wird, im Vergleich zu der in 4 und 5 dargestellten Ausführungsform minimiert ist.
In 7 ist eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ladevorrichtung dargestellt. Die Ladevorrichtung umfasst eine Steckdose 7 und ein erfindungsgemäßes Stromkabel 6'. Bei der in 7 dargestellten Ausführungsform weist die Ummantelung 12' die in 3 dargestellte Konstellation auf. Zusätzlich sind parallel zur Ummantelung 12' eine mechanische Feder 15 und ein Dämpfer 14 angeordnet. Die Feder 15 ist mit einem Ende mit dem Anschluss 7 und mit dem anderen Ende derart mit dem Stromkabel 6' verbunden, dass der Längenabschnitt 8 zwischen den beiden Enden angeordnet ist. Dadurch übt die Feder 15 eine derartige Kraft auf den Längenabschnitt 8 aus, dass der Längenabschnitt 8 bestrebt ist, seine zusammen geschobene Stellung einzunehmen, bzw. sich zu verkürzen. Anders ausgedruckt übt die Feder 15 eine Zugkraft 19 (siehe 7), mit welcher der Anschluss 7 zu dem dem Anschluss 7 gegenüberliegenden Ende des Längenabschnitts 8 gezogen wird, aus. Der Dämpfer 14 wirkt einer Bewegung des Anschlusses 7 in Längsrichtung des Stromkabels 6' entgegen. Mit dem Bezugszeichen 13 ist eine Rastrippe des Anschlusses 7 dargestellt, welche mit einem entsprechenden Gegenstück verrastet, wenn der Anschluss 7 die eingezogene oder die ausgezogene Stellung einnimmt.
In 8 ist das in 7 dargestellte Stromkabel 6' in einer zusammen gezogenen Stellung dargestellt.
In 9 ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ladevorrichtung mit Neigungsmöglichkeit dargestellt. Bei seinem Weg von der eingezogenen Stellung in die ausgezogene Stellung wird der Anschluss 7 von der Führung 9 geführt. Kurz vor dem Erreichen der ausgezogenen Stellung wird der Anschluss 7 um eine Kippachse 17 herum gekippt oder gedreht, um anschließend die gewünschte Endlage oder ausgezogene Stellung zu erreichen.
In 10 ist die Kopplung der Steckdose 7 mit einem Stecker 18 zum Laden der Batterie des Fahrzeugs dargestellt. Die Steckdose oder der Anschluss 7 befindet sich dabei in der ausgezogenen Stellung, in welcher er mit Hilfe seiner Rastrippe 13 verrastet ist, so dass der Stecker 18 durch einen einfach auszuführenden Vorgang in die Steckdose 7 gesteckt werden kann.
Nachdem die Kopplung des Steckers 18 mit der Steckdose 7 erfolgt ist, wird die Verrastung der Steckdose 7 gelöst, wodurch sich die Steckdose 7 zusammen mit dem Stecker 18 unter Mithilfe der Feder 15 in Richtung der eingezogenen Stellung bewegt, welche in 11 dargestellt ist. In dieser eingezogenen Stellung oder in diesem Ladezustand ist nur noch das mit dem Stecker 18 verbundene Kabel außerhalb der Führung 9 angeordnet. Wenn es sich bei der Führung 9 um einen Tankeinfüllstutzen des Fahrzeugs handelt, ist im Ladezustand nur noch das mit dem Stecker 18 verbundene Kabel außerhalb des Endes des Tankeinfüllstutzens angeordnet.
Die erfindungsgemäße Ladevorrichtung ermöglicht das ergonomische und bedienerfreundliche Laden von Hochvoltbatterien eines Fahrzeugs. Insbesondere durch die eingezogene Stellung (siehe 11) wird ein Missbrauch durch Dritte beim Ladevorgang (z. B. durch missbräuchliches Trennen von Stecker und Steckdose) vermieden, wodurch z. B. ein Schutz vor Vandalismus geboten wird.
In 12 bis 14 ist eine Möglichkeit zur Führung von zwei Hülsen 1, 2 einer erfindungsgemäßen Ummantelung dargestellt. Wie in 12 im Querschnitt dargestellt ist, weist die außen liegende Hülse 2 eine Feder 4 auf, welche sich radial nach innen erstreckt. Diese Feder 4 läuft in einer in Längsrichtung der innen liegenden Hülse 1 verlaufenden Nut 5, welche in 13 dargestellt ist. In 14 ist dargestellt, dass die Feder 4 mehrteilig ausgebildet ist.
Es sei darauf hingewiesen, dass die in 12 bis 14 dargestellte Schienenführung auch mehrfach, also mit mehreren parallel verlaufenden Nuten 5, realisiert werden kann. Darüber hinaus sei festgehalten, dass die innen liegende Hülse 1 eine sich radial nach außen erstreckende Feder aufweisen kann, welche in einer im Innendurchmesser der außen liegenden Hülse 2 verlaufenden Nut verläuft
15 stellt schematisch ein erfindungsgemäßes Fahrzeug 10 dar, welches eine erfindungsgemäße Ladevorrichtung 20 umfasst. Diese Ladevorrichtung 20 umfasst ihrerseits eine Steckdose 7, welche mit einem erfindungsgemäßen Stromkabel 6 verbunden ist und in einem Tankeinfüllstutzen 9 geführt ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202007010440 U1 [0002]
DE 102007030537 A1 [0003]
DE 69417141 T2 [0004]
DE 102009044179 A1 [0005]
DE 102007002025 A1 [0006]

Claims

Stromkabel für ein Fahrzeug (10), wobei das Stromkabel (6, 6'') mehrere Adern (11) umfasst, wobei die Adern (11) in einem Längenabschnitt (8) des Stromkabels (6; 6'') derart zueinander frei beweglich angeordnet sind, dass eine Länge des Längenabschnitts (8) einstellbar ist, und wobei das Stromkabel (6; 6'') an dem Längenabschnitt (8) eine äußere Ummantelung (12; 12'; 12'') aufweist, deren Länge in Längsrichtung des Stromkabels (6; 6'') veränderbar ist.
Stromkabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Adern (11) an einer Stelle oberhalb und/oder an einer Steile unterhalb des Längenabschnitts (8) an dem restlichen Stromkabel (6; 6''), welches außerhalb des Längenabschnitts (8) liegt, derart befestigt sind, dass die Adern (11) an der jeweiligen Stelle gegenüber dem restlichen Stromkabel (6; 6'') fixiert sind.
Stromkabel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede Ader (11) derart ausgestaltet ist, dass sich die Ader (11) spiralförmig oder mäanderförmig zusammenlegt, wenn der Längenabschnitt (8) auf eine Länge eingestellt ist, welche kürzer als eine Länge der jeweiligen Ader (11) in diesem Längenabschnitt (8) ist.
Stromkabel nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Ummantelung (12; 12'; 12'') eine erste zylinderförmige Hülse (1) und eine zweite zylinderförmige Hülse (2) umfasst, welche konzentrisch zueinander angeordnet sind, dass die erste Hülse (1) innerhalb der zweiten Hülse (2) angeordnet ist, und dass die Hülsen (1, 2) derart ausgestaltet sind, dass die Ummantelung (12; 12'; 12'') an dem Längenabschnitt (8) kontinuierlich hinsichtlich ihrer Länge veränderbar ist, indem die zweite Hülse (2) in Längsrichtung (16) der Ummantelung (12; 12'; 12'') gegenüber der ersten Hülse (1) verschoben wird.
Stromkabel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Hülse am Außendurchmesser einen Vorsprung aufweist, welcher sich mit einer in Längsrichtung innen in der zweiten Hülse verlaufenden Nut in Eingriff befindet, oder dass die zweite Hülse (2) am Innendurchmesser einen Vorsprung (4) aufweist, welcher sich mit einer in Längsrichtung (16) außen in der ersten Hülse (1) verlaufenden Nut (5) in Eingriff befindet.
Stromkabel nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Hülse (1) an einem Abschnitt, welcher sich innerhalb der zweiten Hülse (2) befindet, einen Anschlag (21) aufweist, welcher sich vom Außendurchmesser radial nach außen erstreckt, dass die zweite Hülse (2) an einem Abschnitt, in welchem sich die erste Hülse (1) befindet, einen Anschlag (22) aufweist, welcher sich vom Innendurchmesser radial nach innen erstreckt, und dass die Hülsen (1, 2) derart ineinander geschoben sind, dass der Anschlag (21) der ersten Hülse (1) an den Anschlag (22) der zweiten Hülse (2) schlägt, wenn die Hülsen (1, 2) in unterschiedlichen Richtungen entlang der Längsrichtung (16) der Ummantelung, (12; 12'; 12'') in eine Position maximaler Länge bewegt werden.
Stromkabel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass entweder (i) die erste Hülse (1) einen weiteren Anschlag (23) aufweist, welcher sich vom Außendurchmesser radial nach außen erstreckt, und die Hülsen (1, 2) derart ineinander geschoben sind, dass der weitere Anschlag (23) der ersten Hülse (1) an den Anschlag (22) der zweiten Hülse (2) schlägt, wenn die Hülsen (1, 2) entlang der Längsrichtung (16) zueinander in eine Position minimaler Länge bewegt werden, oder dass (ii) die zweite Hülse einen weiteren Anschlag aufweist, welcher sich vom Innendurchmesser radial nach innen erstreckt, und die Hülsen derart ineinander geschoben sind, dass der weitere Anschlag der zweiten Hülse an den Anschlag der ersten Hülse schlägt, wenn die Hülsen entlang der zueinander in eine Position minimaler Länge bewegt werden.
Elektrische Ladevorrichtung für ein Fahrzeug (10), wobei die Ladevorrichtung (20) einen Anschluss (7), ein mit diesem Anschluss (7) verbundenes Stromkabel (6; 6'') und eine Führung (9) des Anschlusses (7) umfasst, wobei der Anschluss (7) zur elektrischen Verbindung mit einem entsprechenden Gegenstück (18) beim elektrischen Laden ausgestaltet ist, wobei die Ladevorrichtung (20) derart ausgestaltet ist, dass der Anschluss (7) innerhalb der Führung (9) aus einer eingezogenen Stellung in eine ausgezogene Stellung bewegbar ist, in welcher der Anschluss (7) derart lösbar verrastbar ist, dass der Anschluss (7) bei einem Koppeln mit dem Gegenstück (18) in der ausgezogenen Stellung verbleibt.
Ladevorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Stromkabel (6; 6'') das Stromkabel nach einem der Ansprüche 1–7 ist.
Ladevorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladevorrichtung (20) eine Feder (15) umfasst, welche derart mit dem Anschluss (7) verbunden ist, dass die Feder (15) den Anschluss (7) in Richtung (19) der eingezogenen Stellung zieht, wenn der Anschluss (7) aus der eingezogenen Stellung in Richtung ausgezogene Stellung bewegt wird.
Ladevorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladevorrichtung (20) einen Dämpfer (14) umfasst, welcher derart mit dem Anschluss (7) verbunden ist, dass der Dämpfer (14) eine Bewegung des Anschlusses (7) von der eingezogenen Stellung in Richtung der ausgezogenen Stellung dämpft.
Ladevorrichtung nach einem der Ansprüche 9–11, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladevorrichtung (20) derart ausgestaltet ist, dass der Anschluss (7) in der eingezogenen Stellung lösbar verrastbar ist.
Ladevorrichtung nach einem der Ansprüche 9–12, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung (9) derart ausgestaltet ist, dass der Anschluss (7) an einer Stelle um eine Achse (17), welche senkrecht auf der Längsachse (16) des Stromkabels (6; 6'') steht, kippbar ist, um den Anschluss (7) in die ausgezogene Stellung zu bewegen.
Fahrzeug mit einem Stromkabel (6; 6'') nach einem der Ansprüche 1–7 und/oder mit einer Ladevorrichtung (20) nach einem der Ansprüche 8–13.