DE102012022101A1

DE102012022101A1 - Anschlussvorrichtung zum Laden eines elektrisch betreibbaren Kraftwagens

Info

Publication number: DE102012022101A1
Application number: DE102012022101A
Authority: DE
Inventors: Matthias Winkler; Stefan Zwiener
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2012-11-10
Filing date: 2012-11-10
Publication date: 2013-05-29

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anschlussvorrichtung zum Laden eines elektrisch betreibbaren Kraftwagens, mit einer Ladebuchse (10), an welcher ein Stecker (66) eines Ladekabels (62) anschließbar ist, wobei die Ladebuchse (10) zwischen einer ersten Stellung und wenigstens einer zweiten Stellung bewegbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Anschlussvorrichtung zum Laden eines elektrisch betreibbaren Kraftwagens gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Im Serienfahrzeugbau von Personenkraftwagen steigt die Zahl an elektrisch betreibbaren Kraftwagen wie beispielsweise Hybrid-Fahrzeugen oder reinen Elektrofahrzeugen stetig an. Diese Kraftwagen umfassen dabei wenigstens einen Elektromotor zum Antreiben des Kraftwagens sowie eine elektrische Speichereinrichtung, insbesondere eine Batterie, zum Speichern von elektrischem Strom für den Elektromotor.
Um die elektrische Speichereinrichtung wieder mit elektrischem Strom aufzuladen, ist es beispielsweise bei sogenannten Plug-In-Hybriden bekannt, ein Ladekabel zu verwenden. Das Ladekabel weist üblicherweise einen Stecker auf, welches mit einer kraftwagenseitigen Ladebuchse zu koppeln ist. Die Ladebuchse ist dabei üblicher Weise an einer leicht zugänglichen Stelle fest an der Außenseite des Kraftwagens festgelegt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine besonders platzsparende Anschlussvorrichtung bereitzustellen, an deren Ladebuchse der Stecker des jeweiligen Ladekabels besonders einfach anschließbar ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Anordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
Um eine besonders platzsparende Anschlussvorrichtung bereitzustellen, an deren Ladebuchse der Stecker des jeweiligen Ladekabels besonders einfach anschließbar ist, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Ladebuchse zwischen einer ersten Stellung und wenigstens einer zweiten Stellung bewegbar ist.
Die Ladebuchse kann somit in der ersten Stellung besonders Platz sparend am Kraftwagen angeordnet und gegebenenfalls verstaut werden. Aus dieser ersten Stellung ist die Ladebuchse in die zweite Stellung verlagerbar, so dass das Ladekabel von einem Nutzer einfach und ergonomisch angeschlossen werden kann. Ist das Ladekabel mit der Ladebuchse verbunden, so kann die elektrische Speichereinrichtung von der externen Stromquelle über das Ladekabel mit elektrischem Strom aufgeladen werden. Nach Beenden dieses Ladevorgangs kann das Ladekabel wieder entfernt und die Ladebuchse zurück in die erste Stellung bewegt werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist eine Lademulde vorgesehen, deren Öffnung zumindest in der ersten Stellung der Ladebuchse durch eine Klappe verschließbar ist. Somit kann die Ladebuchse in der ersten Stellung besonders Platz sparend verborgen angeordnet werden. In diesem Zusammenhang ist es weiter vorteilhaft, wenn die Ladebuchse in der zweiten Stellung zumindest bereichsweise durch die Öffnung der Lademulde hindurch nach außen ragt. Hierdurch kann das Ladekabel von einem Nutzer einfach und ergonomisch angeschlossen werden.
Weist in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Klappe eine Durchführung für das Ladekabel auf, so kann die Ladebuchse auch bei geschlossener Klappe mit dem Ladekabel verbunden sein. Dabei kann sich die Ladebuchse zudem in ihrer ersten Stellung befinden.
Eine weitere Ausführungsform sieht ein Viergelenk zur Lagerung der Ladebuchse vor. Hierdurch kann eine besonders komplexe Bewegung der Ladebuchse zwischen der ersten und zweiten Stellung durchgeführt werden.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:
1 eine schematische Perspektivansicht auf eine Anschlussvorrichtung zum Laden eines elektrisch betreibbaren Kraftwagens, mit einer Ladebuchse, an welcher ein Stecker eines Ladekabels anschließbar ist und welche aus einer eingeklappten ersten Stellung in die hier gezeigte zweiten Stellung schwenkbar ist;
2 eine ausschnittsweise und schematische Schnittansicht durch die Anschlussvorrichtung gemäß 1;
3 eine ausschnittsweise und schematische Schnittansicht durch eine Anschlussvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform, bei der die Ladebuchse in der ersten Stellung in einer durch eine Klappe verschossenen Lademulde aufgenommen ist;
4 eine ausschnittsweise und schematische Schnittansicht durch die Anschlussvorrichtung gemäß der in 3 gezeigten Ausführungsform, wobei durch das Öffnen der Klappe die Ladebuchse in ihre zweite Stellung mitbewegt worden ist, in der diese durch die Öffnung der Lademulde hindurch nach außen ragt;
5 eine ausschnittsweise und schematische Schnittansicht durch eine Anschlussvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform, bei der die Klappe geöffnet und die Ladebuchse mittels eines Viergelenks in ihre zweite Stellung bewegt worden ist, in der diese durch die Öffnung der Lademulde hindurch nach außen ragt und
6 eine ausschnittsweise und schematische Schnittansicht durch die Anschlussvorrichtung gemäß der in 5 gezeigten Ausführungsform, wobei die Ladebuchse mittels des Viergelenks in ihre erste Stellung zurück bewegt worden und die Klappe geschlossen worden ist, und wobei die Klappe eine Durchführung für ein Ladekabel aufweist.
Die 1 und 2 zeigen in einer schematischen Perspektivansicht bzw. einer ausschnittsweisen und schematischen Schnittansicht eine Anschlussvorrichtung zum Laden eines elektrisch betreibbaren Kraftwagens mit elektrischem Strom gemäß einer ersten Ausführungsform. Hierzu ist auf Seiten des Kraftwagens eine Ladebuchse 10 mit einer Aufnahme 12 in Form einer Steckdose vorgesehen, in welche ein im Weiteren noch näher erkennbarer Stecker (66; 5, 6) eines Ladekabels (62; 5, 6) einsteckbar und mit einer vom Personenkraftwagen externen Stromquelle verbindbar ist. Die Aufnahme 12 ist in Steckrichtung durch einen Boden 14 mit Aufnahmeöffnungen 16 begrenzt, in welche elektrische Kontaktelemente des Steckers eingesteckt werden können. Hierdurch kann eine elektrische Speichereinrichtung, insbesondere eine Batterie, des Kraftwagens, welches ein Elektro- oder Hybridfahrzeug sein kann, über ein Kabel 18 aufgeladen werden. Nach Beenden des Ladevorgangs wird das Ladekabel von der Ladebuchse 10 gelöst, indem der Stecker aus der Aufnahme 12 herausgezogen wird.
Wie in Zusammenschau mit 2 erkennbar ist, ist die Ladebuchse 10 am Personenkraftwagen zwischen einer in 1 und 2 gezeigten ersten Stellung und einer zweiten Stellung um eine Schwenkachse 20 relativ zur Karosserie des Personenkraftwagens bewegbar angeordnet. In der in den 1 und 2 nicht gezeigten ersten Stellung ist die Ladebuchse 10 eingeschwenkt und somit innerhalb einer Lademulde 22 aufgenommen. Eine nach außen weisende Öffnung 26 der Lademulde 22 ist dabei zumindest bereichsweise von wenigstens einem Verkleidungsteil 24 begrenzt, mittels welchem die Karosserie zumindest bereichsweise verkleidet ist. Wird die Ladebuchse 10 um die Schwenkachse 20 in die zweite Stellung verschwenkt, wie es in 2 durch einen Richtungspfeil 28 angedeutet ist, so wird dadurch die Ladebuchse 10 über die Öffnung 26 zumindest teilweise aus der Lademulde 22 herausgeklappt.
Die Ladebuchse 10 ist durch eine Klappe 36 verkleidet, welche mit der Ladebuchse 10 mitbewegbar bzw. mit verschwenkbar ist. Dabei ist die Öffnung 26 in der ersten Stellung der Ladebuchse 10 mittels der Klappe 36 verschlossen, wobei diese zumindest im Wesentlichen bündig mit dem Verkleidungsteil 24 nach außen abschließt.
Um eine besonders komfortable Betätigung der Ladebuchse 10 zu realisieren, ist eine sogenannte Push-Push-Bedienung vorgesehen. Zur Realisierung dieser Push-Push-Bedienung ist ein Federelement in Form einer Schenkelfeder 30 vorgesehen, welche einerseits an einem Anschlag 32 der Ladebuchse 10 und andererseits an einem kraftwagenseitigen Anschlag 34 abgestützt ist. Wird der Ladebuchse 10 aus der in 2 gezeigten zweiten Stellung in die erste, verstaute Stellung bewegt, so wird die Schenkelfeder 30 vorgespannt, wodurch die Ladebuchse 10 mit einer Federkraft beaufschlagt wird. Mittels einer nicht erkennbaren Arretierungseinrichtung wird die Ladebuchse 10 in der verstauten ersten Stellung arretiert. Bei einem neuerlichen Antippen der Ladebuchse 10 in Drehrichtung entgegen des Pfeils 28 wird die Arretierung gelöst und die Ladebuchse 10 durch die Federkraft der Schenkelfeder 30 unterstützt nach außen bewegt.
Vorteilhafterweise ist eine Verriegelungseinrichtung vorgesehen, mittels welcher das Ladekabel in seinem über den Stecker mit der Ladebuchse 10 verbundenen Zustand verriegelt werden kann. Dadurch kann eine unerwünschte Trennung des Ladekabels der Ladebuchse 10 vermieden werden.
Die 3 und 4 zeigen in einer jeweiligen ausschnittweisen und schematischen Schnittansicht eine Anschlussvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform. Dabei ist ein sich zumindest im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung erstreckender hinterer Biegequerträger 38 zu erkennen, welcher zum Aufnehmen und zum Verteilen von unfallbedingten Kräften bei einem Aufprall des Personenkraftwagens auf einen Unfallgegner dient und durch ein Stoßfängerverkleidungsteil 40 verkleidet ist.
Die Ladebuchse 10 ist wiederum innerhalb der Lademulde 22 aufgenommen, wobei die nach außen weisende Öffnung 26 der Lademulde 22 zumindest bereichsweise von dem Stoßfängerverkleidungsteil 40 begrenzt ist. Über die Öffnung 26 ist die in 3 in ihrer ersten, geschlossenen Stellung gezeigte Ladebuchse 10 teilweise aus der Lademulde 22 heraus in die in 4 gezeigte zweite Stellung klappbar. Die Ladebuchse 10 ist dabei über wenigstens ein Scharnier 42 am Biegequerträger 38 angeordnet und um die Schwenkachse 20 zwischen der ersten und der zweiten Stellung verschwenkbar.
Um die Öffnung 26 in der ersten Stellung der Ladebuchse 10 zu verschließen, ist eine Klappe 44 vorgesehen, welche um eine sich zumindest im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung erstreckende Schwenkachse 46 verschwenkbar gehalten ist. Vorliegend ist die Klappe 44 über eine Koppeleinrichtung 48 mit der Ladebuchse 10 gekoppelt und mitbewegbar. Dazu umfasst die Koppeleinrichtung 48 einen an der Ladebuchse 10 angeordneten Stift 50 sowie eine an der Klappe 44 vorgesehene Führung in Form eines Langlochs 52, in das der Stift 50 eingreift.
Wie in Zusammenschau mit 4 erkennbar ist, kann sich der Stift 50 beim Verschwenken der Ladebuchse 10 und der Klappe 44 im Langloch 52 relativ zur Klappe 44 bewegen. Die Führung in Form des Langlochs 52 ist vorgesehen, da es aufgrund der Beabstandung der Schwenkachsen 20, 46 zu Winkelunterschieden zwischen dem Anschlusselement 10 und der Klappe 44 kommt, wenn die Klappe 44 verschwenkt werden.
Aufgrund der Anbindung der Ladebuchse 10 an dem Biegequerträger 38 können Zugkräfte, welche über das mit der Ladebuchse 10 verbundene und verriegelte Ladekabel wirken, in den Rohbau und nicht etwa in das Stoßfängerverkleidungsteil 40 eingeleitet werden. Dadurch kann ein mögliches Abreißen des Stoßfängerverkleidungsteils 40 verhindert werden. Durch die entsprechende Anbindung der Ladebuchse 10 ist eine Kinematik geschaffen, die zudem einen Toleranzausgleich zwischen dem Rohbau, insbesondere dem Biegequerträger 38, und dem Stoßfängerverkleidungsteil 40 erlaubt.
Schließlich zeigen die 5 und 6 eine weitere Ausführungsform der Anschlussvorrichtung in einer jeweiligen ausschnittsweisen und schematischen Schnittansicht. Die Ladebuchse 10 ist dabei über wenigstens eine Hebelanordnung 54 kraftwagenseitig, beispielsweise am Rohbau, gelagert. Die Hebelanordnung 54 umfasst dabei die Hebelelement 56 und 58, welche einerseits an der Ladebuchse 10 und andererseits zumindest mittelbar an der Karosserie des Personenkraftwagens angelenkt sind. Da die jeweiligen Lagerstellen der Hebelelemente 56 und 58 voneinander beabstandet sind, ist dabei ein Viergelenk gebildet, welches eine besonders vorteilhafte rotatorische und translatorische Bewegungsbahn der Ladebuchse 10 ermöglicht. Bei der Bewegung der Ladebuchse 10 aus der in 6 gezeigten ersten, eingeklappten Stellung in die in 5 gezeigte zweite, ausgeklappte Stellung bewegen sich die Hebelelement 56 und 58 gemäß den Richtungspfeilen 60 mit dem Uhrzeigersinn. Wird die Ladebuchse 10 in die zweite, ausgeklappte Stellung bewegt, so kommt sie in Stützanlage mit der Klappe 44, welche dadurch – wie es in 5 durch einen Richtungspfeil 64 angedeutet ist – in ihre Offenstellung verschwenkt wird.
In 5 und 6 ist auch der Stecker des Ladekabels 62 erkennbar, welcher mit 66 bezeichnet ist und zumindest teilweise in die Aufnahme 12 eingesteckt ist. In der zweiten, ausgeklappten Stellung gemäß 5 ist der Stecker 66 besonders leicht in die Ladebuchse 10 einsteckbar. Nach dem Einstecken kann die Ladebuchse 10 in die in 6 gezeigte erste Stellung zurück verschwenkt und die Klappe 44 geschlossen werden.
Die Klappe 44 schließt in ihrer Schließstellung in einem überwiegenden Teilbereich nach außen bündig mit dem Stoßfängerverkleidungsteil 40 ab. Die Klappe 44 weist jedoch auch eine Durchführung 68 auf, so dass ein Ladekabel 62 bei geschlossener Klappe 44 in die Lademulde 22 hineingeführt und der Stecker 66 eingesteckt ist. Ein Leitungsteil 70 des Ladekabels 62 befindet sich dabei außerhalb der Lademulde 22. Dadurch kann der Ladevorgang der elektrischen Speichereinrichtung auch mit geschlossener Klappe 44 und somit mit einem nur geringen Bauraumbedarf verwirklicht werden. Die Ladebuchse 10 wird somit aus der ergonomisch günstigen, zumindest im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden bzw. waagrechten Position zum Einstecken und Verriegeln des Ladekabels 62 in eine zumindest im Wesentlichen aufrechte, platzsparende Position in Form der Verstaustellung während des Aufladens gebracht.

Claims

Anschlussvorrichtung zum Laden eines elektrisch betreibbaren Kraftwagens, mit einer Ladebuchse (10), an welcher ein Stecker (66) eines Ladekabels (62) anschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladebuchse (10) zwischen einer ersten Stellung und wenigstens einer zweiten Stellung bewegbar ist.
Anschlussvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lademulde (22) vorgesehen ist, in welcher die Ladebuchse (10) zumindest in der ersten Stellung wenigstens teilweise aufgenommen ist und deren Öffnung (26) zumindest in der ersten Stellung der Ladebuchse (10) durch eine Klappe (36, 44) verschließbar ist.
Anschlussvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladebuchse (10) in der zweiten Stellung zumindest bereichsweise durch die Öffnung (26) der Lademulde (22) hindurch nach außen ragt.
Anschlussvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Klappe (36, 44) eine Durchführung (68) für das Ladekabel (62) aufweist.
Anschlussvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladebuchse (10) über ein Viergelenk (54) am Kraftwagen gelagert ist.
Anschlussvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladebuchse (10) mit der Klappe (36, 44) mitbewegbar ist.
Anschlussvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Klappe (36, 44) eine Führung (52) für die Ladebuchse (10) aufweist.
Anschlussvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Klappe (36, 44) als Teil der Ladebuchse (10) ausgebildet ist.
Anschlussvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die die Ladebuchse (10) ein Lagerelement (42) zur Lagerung an einem Rohbauteil (38) des Kraftwagens aufweist.