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Die Erfindung betrifft eine Ladevorrichtung für ein Fahrzeug mit einem Hybrid- oder einem Elektroantrieb. Die Erfindung betrifft außerdem ein Fahrzeug mit einer derartigen Ladevorrichtung.
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Fahrzeuge mit einem Hybrid- oder Elektroantrieb weisen zumindest eine Batterie bzw. eine Traktionsbatterie auf, die beispielsweise bei PHEV-Fahrzeugen (PHEV = Plug-In Hybrid Electric Vehicle) oder BEV-Fahrzeugen (Battery Electric Vehicle) über einen von außen an der Fahrzeugkarosserie zugänglichen elektrischen Ladeanschlusses, bei dem es sich in der Regel um eine Ladedose handelt, durch Verbindung z. B. mit einer elektrischen Ladestation oder einem konventionellen elektrischen Hausanschluss geladen werden kann.
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Der Ladeanschluss ist gewöhnlich in einer Lademulde der Fahrzeugkarosserie angeordnet, die von einem Verschlusselement abgedeckt bzw. verschlossen wird. Ein mit dem Verschlusselement zusammenwirkender Mechanismus erlaubt wahlweise das Öffnen und Verschließen der Lademulde bzw. das Auf- und Zuklappen des Verschlusselements relativ zu der Lademulde und somit den Zugang zum Ladeanschluss.
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Der Mechanismus kann beispielsweise eine sogenannte Push-Push-Kinematik enthalten, wie sie bereits bei konventionellen Tankdeckeln zum Einsatz kommt. Da bei Verwendung eines derartigen Mechanismus in der Praxis in der Regel eine Dichtung zwischen Verschlusselement und Lademulde fehlt, die jedoch notwendig wäre, um den elektrischen, metallische Kontakte aufweisenden Ladeanschluss vor dem Eindringen von Schmutz, Staub und Flüssigkeiten, insbesondere von Wasser zu schützen und somit dessen dauerhafte Funktionsfähigkeit zu gewährleisten, ist gegenwärtig eine zusätzliche Ladeanschlusskappe erforderlich, die zum Schutz des Ladeanschlusses auf den Ladeanschluss gesteckt oder geschraubt wird. Die Handhabung wird hierdurch jedoch für den Benutzer unkomfortabel.
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Alternativ ist um die Lademulde eine ringförmige Dichtlippe angeordnet. Wird das Verschlusselement zum Verschließen der Lademulde zugeklappt, drückt das Verschlusselement in axialer Richtung auf die Dichtlippe bzw. übt in axialer Richtung eine Kraft auf die Dichtlippe aus, um die Lademulde und somit den Ladeanschluss vor dem Eindringen von Schmutz, Staub und Flüssigkeiten zu schützen. Zusätzlich wird hier häufig eine zweite an der Innenseite des Verschlusselements angeordnete Dichtung, ein sogenannter „Regenschirm”, eingesetzt, der bei geschlossenem Verschlusselement den Ladeanschluss umgibt. Problematisch ist die Verwendung einer Push-Push-Kinematik bei dieser Dichtvariante, wie Sie beispielsweise auch in der
DE 10 2009 060 119 A1 gezeigt ist, da die Betätigungsrichtung der Push-Push-Kinematik in axialer Richtung, also in Dichtrichtung erfolgt. Dies erfordert eine verhältnismäßig dicke, technisch aufwendige und somit teure Dichtlippe. Zudem besteht infolge der häufigen Ladevorgänge und somit der häufigen Benutzung sowie der damit verbundenen axialen Belastung der Dichtlippe die Gefahr der Beschädigung der Dichtlippe.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde eine Ladevorrichtung der eingangs genannten Art sowie ein Fahrzeug mit einer solchen Ladevorrichtung derart anzugeben, dass bei vereinfachtem Aufbau der Ladevorrichtung vorzugsweise eine Push-Push-Kinematik unter dauerhafter Gewährleistung der Dichtheit der Ladevorrichtung einsetzbar ist.
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Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch eine Ladevorrichtung für ein Fahrzeug mit einem Hybrid- oder einem Elektroantrieb aufweisend eine eine Längsachse umfassende Lademulde, einen in der Lademulde angeordneten, elektrischen Ladeanschluss, ein die Lademulde abdeckendes Verschlusselement, welches im die Lademulde abdeckenden Zustand von der Längsachse der Lademulde im Wesentlichen rechtwinklig durchdrungen wird, und wenigstens ein ringförmiges Dichtelement, welches bei durch das Verschlusselement abgedeckter Lademulde in Bezug auf die Längsachse vorzugsweise nahezu ausschließlich radial zwischen einer im Wesentlichen in Richtung der Längsachse verlaufenden Dichtfläche des Verschlusselementes und einer im Wesentlichen in Richtung der Längsachse verlaufenden Dichtfläche der Lademulde angeordnet ist und vorzugsweise nahezu ausschließlich eine in radialer Richtung zwischen der Dichtfläche der Lademulde und der Dichtfläche des Verschlusselements wirkende Dichtkraft entfaltet.
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Erfindungsgemäß ist das Dichtelement also radial in Bezug auf die Dichtflächen der Lademulde und des Verschlusselements angeordnet. Beim Öffnen und Schließen bzw. Abdecken der Lademulde mittels des Verschlusselements gleitet das Dichtelement vorzugsweise nur noch an einer Dichtfläche entlang, wodurch die Belastungen des Dichteelements verhältnismäßig gering sind. Stauchungen und Pressungen des Dichtelements, insbesondere wenn ein Push-Push-Mechanismus als Öffnung- und Verschlussmechanismus zum Einsatz kommt, werden nahezu gänzlich vermieden, so dass eine dauerhaft dichtende Wirkung des Dichtelementes gewährleistet ist. Des Weiteren ist durch die erfindungsgemäße Lösung der Aufbau der Ladevorrichtung insgesamt vereinfacht, da auf einen zusätzlichen „Regenschirm” oder eine zusätzliche Ladeanschlusskappe verzichtet werden kann, wobei sich insbesondere im letzteren Fall die Handhabung der Ladevorrichtung vereinfacht und komfortabler wird.
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Nach einer Variante der Erfindung ist das wenigstens eine ringförmige Dichtelement an der Dichtfläche der Lademulde oder an der Dichtfläche des Verschlusselements befestigt, d. h. das Dichtelement ist an einer Dichtfläche fest angebracht und geleitet beim Öffnen und Schließen des Verschlusselementes an der jeweils anderen Dichtfläche entlang. Das Dichtelement ist vorzugsweise einstückig ausgeführt, kann aber auch aus mehreren Einzelelementen gebildet sein.
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Alternativ können nach einer Ausführungsform der Erfindung ein erstes ringförmiges Dichtelement an der Dichtfläche der Lademulde und ein zweites ringförmiges Dichtelement an der Dichtfläche des Verschlusselements befestigt sein. In diesem Fall wirken die beiden Dichtelement vorzugsweise zur Dichtung der Ladevorrichtung zusammen, d. h. im geschlossenen Zustand des Verschlusselements, in dem das Verschlusselement die Lademulde abdeckt, greifen die beiden Dichtelemente ineinander.
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Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das wenigstens eine ringförmige Dichtelement aus einem elastischen Material ausgebildet ist. Vorzugsweise ist das wenigstens eine ringförmige Dichtelement aus einem gummiartigen, witterungsbeständigen und/oder gegen den Eintritt von Flüssigkeiten dichtenden Material ausgebildet.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Ladevorrichtung einen Öffnungs- und Verschlussmechanismus zum Entriegeln und Verriegeln des Verschlusselements relativ zu der Lademulde auf. Vorzugsweise umfasst der Öffnungs- und Verschlussmechanismus eine in Richtung der Längsachse wirkende Push-Push-Kinematik.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Verschlusselement zum Öffnen und Abdecken der Lademulde relativ zu der Lademulde auf-, um- oder abklappbar ist.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch gelöst durch ein Fahrzeug mit einem Hybrid- oder einem Elektroantrieb, welches eine der vorstehend beschriebenen Ladevorrichtungen aufweist.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung schließt das Verschlusselement im die Lademulde abdeckenden Zustand plan mit der Karosserie des Fahrzeugs ab und fügt sich demnach nahtlos in die Silhouette der Karosserie ein.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der beigefügten schematischen Zeichnung dargestellt, die einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Ladevorrichtung bzw. ein erfindungsgemäßes Lademodul zeigt.
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Die Ladevorrichtung 1 bzw. das Lademodul 1 ist in die Karosserie 2 eines in seiner Gesamtheit nicht dargestellten Fahrzeugs mit einem Hybrid- oder Elektroantrieb eingebettet.
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Die Ladevorrichtung 1 umfasst im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung eine Lademulde 3, einen Ladeanschluss 4, ein Verschlusselement 5, ein ringförmiges Dichtelement 6 sowie einen Öffnungs- und Verschlussmechanismus 7.
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Die Lademulde 3 ist mit der Karosserie 2 verbunden und weist eine Längsachse L auf. In der Mulde bzw. der Vertiefung der Lademulde 3 ist der Ladeanschluss 4 angeordnet, bei dem es sich im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung um eine elektrische Kontakte aufweisende Ladedose 4 handelt, in die ein nicht gezeigter Ladestecker einer Ladestation gesteckt werden kann. Die Ladedose 4 ist in an sich bekannter Weise mittels eines Kabels 8 mit einer nicht explizit gezeigten Batterie des Fahrzeugs elektrisch verbunden.
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Bei dem Verschlusselement 5 handelt es sich im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung um eine Ladeklappe 5, die mit einem in der Figur schematisch dargestellten Scharniergelenk 9 derart an der Lademulde 3 angeordnet ist, dass die Ladeklappe 5 relativ zu der Lademulde 3 auf- und zu klappbar ist.
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Auf der dem Scharniergelenk 9 gegenüberliegenden Seite der Ladeklappe 5 ist der Öffnungs- und Verschlussmechanismus 7 angeordnet, der im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung eine in Richtung der Längsachse L wirkende Push-Push-Kinematik aufweist, d. h. die Betätigungsrichtung der Push-Push-Kinematik erfolgt in Richtung der Längsachse L. Durch eine in Richtung der Längsachse L ausgeübte Kraft F auf den Öffnungs- und Verschlussmechanismus 7 kann der Mechanismus 7 entriegelt und die Ladeklappe 5 geöffnet bzw. aufgeklappt oder die zugeklappte Ladeklappe 5 verriegelt werden. Bei geschlossener Ladeklappe 5 durchdringt die Längsachse L die Ladeklappe 5 im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung im Wesentlichen rechtwinklig.
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Die Lademulde 3 weist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung eine ringförmige Dichtfläche 10 auf. Des Weiteren weist die Ladeklappe 5 eine im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung ebenfalls ringförmige Dichtfläche 11 auf, welche zwei ringförmigen Dichtflächen 10, 11 im geschlossenen Zustand der Ladeklappe 5 einander gegenüberliegen. Die beiden Dichtflächen 10, 11 erstrecken sich bzw. verlaufen bei geschlossener Ladeklappe 5 im Wesentlichen in Richtung der Längsachse L.
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Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung ist das ringförmige Dichtelement 6, welches aus einem elastischen, vorzugsweise aus einem gummiartigen, witterungsbeständigen und gegen den Eintritt von Flüssigkeiten dichtenden Material ausgebildet ist, an der Dichtfläche 11 der Ladeklappe 5 befestigt. Im geschlossenen Zustand der Ladeklappe 5 befindet sich das ringförmige Dichtelement 6 in Bezug auf die Längsachse L demnach radial bzw. in radialer Richtung zwischen der Dichtfläche 11 der Ladeklappe 5 und der Dichtfläche 10 der Lademulde 3. Das ringförmige Dichtelement 6 entfaltet dabei eine in radialer Richtung zwischen der Dichtfläche 10 der Lademulde 3 und der Dichtfläche 11 der Ladeklappe 5 wirkende Dichtkraft.
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Beim Ver- und Entriegeln des Öffnungs- und Verschlussmechanismus 7 kommt es dabei zu keinen Pressungen oder Stauchungen des ringförmigen Dichtelements 6. Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung gleitet das ringförmige Dichtelement 6 beim Ver- und Entriegeln bzw. beim Öffnen und Schließen der Ladeklappe 5 vielmehr nur entlang der Dichtfläche 11 der Lademulde 3, so dass die Belastungen des ringförmigen Dichtelements 6 zum Dichten der Lademulde 3 verhältnismäßig gering sind.
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Im Unterschied zu dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung kann das ringförmige Dichtelement 6 alternativ auch an der Dichtefläche 10 der Lademulde 3 befestigt sein.
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Nach einer weiteren Alternative kann sowohl an der Dichtfläche 10 als auch an der Dichtfläche 11 ein ringförmiges Dichtelement angeordnet sein, die zur Dichtung der Lademulde 3 zusammenwirken, z. B. in einander greifen.
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Im Unterschied zu dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung müssen die Dichtflächen 10 und 11 nicht notwendigerweise parallel zu der Längsachse L verlaufen. Es genügt auch, dass die Dichtflächen nur im Wesentlichen in Richtung der Längsachse verlaufen, was bedeutet, dass geringe Richtungsabweichungen im Bereich weniger Grade, z. B. von bis zu 20° möglich sind. Die Dichtflächen sollten nur derart einander gegenüberliegen, dass eine Dichtung in radialer Richtung erfolgt bzw. die Richtung der Dichtung bzw. die Richtung der durch das Dichtelement entfalteten Dichtkraft im Wesentlichen senkrecht zu der Betätigungsrichtung des Öffnungs- und Verschlussmechanismus bzw. der Ladeklappenöffnungsrichtung liegt.
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Die Dichtflächen müssen nicht notwendigerweise ringförmig sein, sondern können auch eine andere Form aufweisen.
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Der Öffnungs- und Verschlussmechanismus muss auch nicht notwendigerweise eine Push-Push-Kinematik aufweisen.
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Anstelle der Ladedose kann der Ladeanschluss auch als Ladestecker ausgeführt sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009060119 A1 [0005]
