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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verbindung eines elektrisch antreibbaren Fortbewegungsmittels oder eines anderen Hochstromverbrauchers mit einem elektrischen Anschluss. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere eine Verbindungseinrichtung, mittels welcher besonders komfortabel und platzsparend ein elektrisch antreibbares Fahrzeug mit einem entlegenen elektrischen Anschluss verbunden werden kann.
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Elektrische Kontakte werden im Stand der Technik häufig durch Schutzkontakt(„Schuko”)Stecker-Typ F oder CEE 7/4 hergestellt. Dieser ist weit verbreitet und für eine Vielzahl von elektrischen Geräten bewährt. Zum Laden elektrisch antreibbarer Fahrzeuge ist weiter der Typ-2-Stecker entwickelt worden. Dieser Stecker wird in der Norm IEC 62196-1 beschrieben. Der Stecker-Typ 2 besitzt drei Außenleiterkontakte L1, L2 und L3, zudem einen Kontakt für den Neutralleiter und einen Kontakt für den Schutzkontakt. Weiterhin gibt es den PP-(Proximity Pilot)-Kontakt, um die Anwesenheit des Steckers festzustellen und den CP (Control Pilot), um die Steuersignale zwischen Elektrofahrzeug und einer Ladevorrichtung auszutauschen. Die Nutzung des Typ 2 kann entweder einphasig mit einer Spannung von 220 V bis 240 V oder mit einer Spannung von 400 V erfolgen. Der Stecker ist in der Regel auf einen Strom von bis zu 63 A ausgelegt.
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Alle zum Laden elektrisch antreibbarer Fahrzeuge verwendeten elektrischen Steckverbinder sollten so gebaut sein, dass sie mindestens die Schutzart IP 44 aufweisen. Ab einem Bemessungsstrom von 125 A ist gemäß EN 60529 die Schutzart IP 67 vorgeschrieben. Um die Schutzart IP 67 zu erreichen, wurde beispielsweise ein ringförmiger Bajonettverschluss mit Dichtgummi entwickelt. Auch Steckverbinder für kleinere Stromstärken gibt es in der Schutzart IP 67.
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Im Stand der Technik sind unterschiedliche Vorrichtungen zur Verbindung elektrisch antreibbarer Fortbewegungsmittel mit elektrischen Anschlüssen bekannt. Dabei ist zu unterscheiden, ob der elektrische Anschluss die Energie in einer Form bereithält, in welcher sie ohne zusätzliche Wandlung in ein elektrisch antreibbares Fortbewegungsmittel bzw. dessen Akkumulator gegeben werden kann und solche, bei welchen zwischen einem versorgerseitigen elektrischen Anschluss und dem Fortbewegungsmittel eine Wandlung der Energie stattfindet. Bei Erstgenanntem kann ein bloßes Kabel mit beidseitig vorgesehenen Steckern verwendet werden. Für elektrisch antreibbare Fortbewegungsmittel ist ein solches Kabel erforderliches Zubehör, um externe elektrische Energie in das Fahrzeug einzubringen. Die bekannten Vorrichtungen bieten jedoch keine Möglichkeit, das Kabel komfortabel zu verstauen und aufzubewahren. Sofern eine Wandlung zwischen dem versorgerseitigen elektrischen Anschluss erforderlich ist, handelt es sich häufig um fest installierte (an einer Wand montierte) Energiewandlungseinheiten, die einseitig einen elektrischen Stecker zum Anschließen eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs aufweisen. Zum Verstauen des Kabels sind zwar Aufbewahrungseinrichtungen bekannt, jedoch können diese aufgrund der ortsfesten Anordnung weitaus weniger strengen Randbedingungen unterworfen werden, als sie bei mitzuführenden Vorrichtungen bestehen. Mobile Vorrichtungen bestehen, sofern sie keine elektrische Energiewandlungseinheit umfassen, zumeist aus einem beidseitig mit Steckvorrichtungen abgeschlossenen Kabel, welches bei Transport und Aufbewahrung Gefahr läuft, beschädigt oder verschmutzt zu werden und/oder sich zu verknoten bzw. zu verheddern.
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DE 100 19459C1 zeigt eine Vorrichtung mit ausziehbaren Kabelabschnitten, welche auf unabhängig voneinander gelagerten Kabelrollen angeordnet sind. Beide Kabelrollen weisen eine Bandfeder und einen Bremsmechanismus auf, mittels welcher die Kabel automatisch in ein gemeinsames Gehäuse eingezogen werden können. Die Kabelabschnitte sind mit einem Schutzkontaktstecker bzw. einer Schutzkontaktsteckdose einseitig abgeschlossen und andererseits durch ein Zwischenkabel bzw. mittels Schleifkontakten miteinander elektrisch verbunden. Beide Kabelabschnitte sind gleichsinnig auf ihrer jeweiligen Kabeltrommel aufgewickelt und treten auf derselben Seite aus dem Gehäuse der Kabeltrommel aus.
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DE 10 2009 042 059 A1 zeigt eine elektrische Anschlussvorrichtung für ein mehrrädriges Fahrzeug, welche an wenigstens einem Rad des Fahrzeugs befestigt und somit gegen Diebstahl geschützt werden kann. Zwei auf entgegenliegenden Seiten eines Gehäuses ausziehbare Kabelabschnitte dienen der elektrischen Kontaktierung eines Fahrzeugs mit einer externen Energiequelle. Innerhalb des Gehäuses befinden sich zwei separat um eine gemeinsame Achse drehbar gelagerte Kabelrollen, welche einen selbstaufrollenden Mechanismus aufweisen.
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EP 2 432 094 A1 zeigt eine Ladevorrichtung für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug, welche eine Temperaturüberwachungseinheit zur Sicherstellung eines erlaubten Betriebsbereiches für die Vorrichtung ermöglicht. Die Vorrichtung ähnelt im Wesentlichen einer herkömmlichen Kabeltrommel, auf welcher jedoch ein Kabel zur elektrischen Verbindung des Fahrzeugs und ein Kabel zur elektrischen Verbindung mit einer Energiequelle gegensinnig aufgewickelt sind.
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Zum Laden eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs mit hohen Leistungen sind die gezeigten Vorrichtungen indes nur bedingt geeignet. Zudem besteht Verbesserungspotential hinsichtlich Anwenderfreundlichkeit, Ergonomie sowie Platzersparnis in vielfacher Hinsicht.
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Offenbarung der Erfindung
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Die vorstehend genannten Nachteile des Standes der Technik werden erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Entsprechend wird eine Vorrichtung zur Verbindung eines elektrisch antreibbaren Fortbewegungsmittels mit einem elektrischen Anschluss vorgeschlagen. Das elektrisch antreibbare Fortbewegungsmittel kann beispielsweise ein Personenkraftwagen (Pkw) mit einem Elektromotor und elektrochemischen Energiespeichern zur Versorgung des Elektromotors sein. Der elektrische Anschluss kann eine herkömmliche Schutzkontaktsteckdose für einphasigen Wechselstrom, Drehstrom etc. oder ein Anschluss einer sogenannten Wallbox sein, welcher aufbereitete elektrische Energie zum direkten Laden eines elektrisch antreibbaren Fortbewegungsmittels bereitstellt. Die Vorrichtung umfasst einen anschlussseitigen Verbinder an einem ersten elektrischen Kabel. Dieser ist eingerichtet, elektrische Energie aufzunehmen. Weiter umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung einen fahrzeugseitigen Verbinder an einem zweiten elektrischen Kabel. Dieser ist eingerichtet, elektrische Energie an das Fahrzeug bzw. seinen elektrochemischen Energiespeicher abzugeben. Weiter weist die Vorrichtung einen Aktuator auf, welcher insbesondere einen Federzug umfassen kann. Durch den Aktuator ist die Vorrichtung eingerichtet, das erste und das zweite elektrische Kabel, insbesondere auch den jeweiligen Verbinder, in das Gehäuse einzuziehen. Dabei kann der Aktuator als Federzug oder elektrischer Aufroller mit einem Elektromotor ausgestaltet sein, welcher beispielsweise mindestens eine Kabeltrommel betätigen kann, auf welcher das erste und das zweite elektrische Kabel aufgewickelt sind. Selbstverständlich können die elektrischen Kabel auch auf einer jeweiligen unabhängigen Kabeltrommel aufgewickelt sein. Schließlich ist es möglich, zwar separate Kabeltrommeln vorzusehen, beide jedoch mechanisch, insbesondere rotatorisch, miteinander derart zu koppeln, dass eine Rotation einer ersten Trommel zu einer entsprechenden Rotation der zweiten Trommel führt. Dies kann beispielsweise durch Kopplung beider Rollen über eine gemeinsame Welle o. Ä. realisiert werden. Werden die Kabel gegensinnig auf die jeweilige Trommel aufgewickelt, führt eine gemeinsame Rotation beider Trommel in einer ersten Richtung zu einem Verkürzen der ausgerollten Kabellängen, während eine entgegengesetzte Rotation die Kabel abwickelt. Erfindungsgemäß umfasst die Vorrichtung eine Anzeigeeinheit, welche zur Anzeige einer aktuellen, elektrischen Transfergröße, insbesondere eines Ladestroms und/oder einer Ladeleistung, eingerichtet ist. Die Anzeigeeinheit kann im einfachsten Fall separate LEDs umfassen, denen (beispielsweise durch eine Gehäusebeschriftung) eine erkennbare Betriebskenngröße zugeordnet ist. Alternativ kann auch eine selbstsprechende Anzeige zur Anzeige der Transfergröße in Ziffern bzw. Ziffern und Einheiten vorgesehen sein. Bereits einfachste Messeinheiten können dabei innerhalb des Gehäuses verwendet werden, um die Anzeigeeinheit mit einem anzuzeigenden Signal zu versorgen. Auf diese Weise kann ein Anwender eine korrekte Kontaktierung bzw. einen andauernden Ladevorgang einfach überwachen und/oder eine Abschätzung dahingehend vornehmen, wie lange der Ladevorgang voraussichtlich in Anbetracht der aktuellen Transfergröße noch andauern wird.
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Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
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Weiter bevorzugt ist der anschlussseitige Verbinder ein (ggf. länderspezifischer) Schutzkontaktstecker, ein Dauerlast-zertifizierter Schutzkontaktstecker oder ein Typ-2-Stecker. Alle drei anschlussseitigen Verbinderarten haben sich bisher bei gattungsgemäßen Vorrichtungen mit unterschiedlichen Vor- und Nachteilen als zweckdienlich erwiesen. Alternativ oder zusätzlich ist der fahrzeugseitige Verbinder ein Typ-2-Stecker, dessen Gehäuse insbesondere mit einer Fernbedienung versehen sein kann. Die Fernbedienung kann entweder mit einer fahrzeugseitigen oder versorgerseitigen Empfangseinrichtung kommunizieren, um beispielsweise eine elektrische Transfergröße einzustellen oder sonstige Parameter für den Ladevorgang zu definieren. Somit wird der Einsatzbereich in geeigneter Weise erweitert und die Bedienerfreundlichkeit erhöht.
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Weiter bevorzugt umfasst die Vorrichtung eine erste Kabeltrommel und eine zweite Kabeltrommel, wobei die erste Kabeltrommel eingerichtet ist, das erste elektrische Kabel aus einer ersten Richtung aufzuwickeln und die zweite Kabeltrommel eingerichtet ist, das zweite Kabel aus einer zweiten Richtung aufzuwickeln. Dabei kann in einer ersten Ausführungsform die erste Richtung entgegengesetzt der zweiten Richtung orientiert sein, so dass das erste elektrische Kabel an einer Gehäuseöffnung aus dem Gehäuse heraustritt, welche bezüglich der Vorrichtung einer zweiten Gehäuseöffnung für das zweite elektrische Kabel gegenüberliegt. Alternativ oder zusätzlich kann die erste Richtung auch bedeuten, dass das erste Kabel von einer Unterseite der Kabeltrommel auf die Trommel aufgewickelt wird, während das zweite Kabel von der Oberseite der Kabeltrommel auf selbige aufgewickelt wird. Auf diese Weise wird bei starr verbundenen Kabeltrommeln eine Drehung der Trommel in einer ersten Richtung ein Aufwickeln der elektrischen Kabel bewirken, während eine entgegengesetzt gerichtete Drehung zu einem Abwickeln der elektrischen Kabel führt. Dennoch sind alle vorgenannten Vorgänge auch bei unabhängig voneinander rotierfähigen Kabeltrommeln durchführbar.
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Weiter bevorzugt umfasst die Vorrichtung eine Energieverarbeitungseinheit innerhalb des Gehäuses, welche eingerichtet ist, anschlussseitig zur Verfügung gestellte elektrische Energie erster Kenngrößen in fahrzeugseitig bereitzustellende elektrische Energie zweiter Kenngrößen zu wandeln. Solche Energieverarbeitungseinheiten werden häufig als Transformatoren, Schaltnetzteile, Inverter o. Ä. bezeichnet. Sie können Wechselstrom einer ersten Spannung und Frequenzen in eine Ausgangsgröße einer zweiten Spannung und (nahezu beliebiger) anderer Frequenz (inklusive 0 Hz) wandeln. Die erfindungsgemäße verwendbare Energieverarbeitungseinheit kann selbstverständlich weitere Sicherungsmaßnahmen (Fehlerstromschutzeinrichtung, Überstromschutzeinrichtung etc.) umfassen. Insbesondere kann zudem eine Bedieneinheit in der Vorrichtung vorgesehen sein, welche eingerichtet ist, einen Lade-Modus für die Energieverarbeitungseinheit zu bestimmen. Auf diese Weise kann ein Anwender unter Verwendung der Bedieneinheit das Wandlungsverhältnis der Energieverarbeitungseinheit verändern und an Vorlieben des Anwenders und Gegebenheiten einer jeweiligen Infrastruktur anpassen. Bevorzugt sind die Anzeigeeinheit und/oder die Bedieneinheit an einer Außenseite des Gehäuses angeordnet. Auf diese Weise bietet sich eine besonders kompakte und komfortabel verwendbare Vorrichtung. Alternativ oder zusätzlich können die Anzeigeeinheiten und/oder Bedieneinheiten jedoch auch an jeweiligen Gehäusen der elektrischen Verbinder angeordnet sein. Auf diese Weise kann die erfindungsgemäße Vorrichtung an unterschiedlichste Gegebenheiten (versorgungsseitige Energieanschlüsse und/oder unterschiedliche Fahrzeugbordnetze und -spannungen) angepasst werden, wodurch sich ihr Einsatzgebiet erweitert.
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Bevorzugt weist das Gehäuse der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine im Wesentlichen dreiecksförmige seitliche Projektionsfläche auf. Mit anderen Worten können zwei parallel zueinander angeordnete Seitenteile ähnlich einem Warndreieck ausgestaltet sein, wobei sich zwischen ihnen der oder die Aktuatoren und im aufgerollten Zustand auch die elektrischen Kabel mit den entsprechenden Verbindern befinden. An einer ersten Ecke des so ausgeführten Dreiecks kann ein Handgriff angeordnet sein. Dies kann bezüglich einer normal ablesbaren Anzeigeeinheit die oberste Ecke des Dreiecks sein. Der Handgriff kann als rundstabförmige Struktur die erste Dreiecksseite und die zweite Dreiecksseite miteinander verbinden. Um ein Umgreifen des Handgriffs zu ermöglichen, weist das Gehäuse unterhalb des Handgriffs einen freien Querschnitt auf, durch welchen die Hand eines Anwenders hindurchgeführt werden kann. An den zwei übrigen Ecken des Dreiecks können Positionierungseinrichtungen vorgesehen sein, welche insbesondere für einen festen Stand des Gehäuses der Vorrichtung eingerichtet sein können. Sind unebene Flächen als Abstellort für die Vorrichtung zu befürchten, können aus dem Gehäuse bzw. der Dreiecksprojektionsfläche hervortretende Strukturen vorgesehen werden, welche bei Positionierung der Vorrichtung an einem vordefinierten Ort durch korrespondierende Einrichtungen umgriffen und kraftschlüssig und/oder formschlüssig fixiert werden können. Je nach Ausgestaltung der kraftschlüssigen und/oder formschlüssigen, zu den Positionierungseinrichtungen korrespondierenden Strukturen können die vorrichtungsseitigen Positionierungseinrichtungen auch innerhalb des Gehäuses (also zwischen den Dreiecksflächen) vorgesehen sein. Da bei Verwendung von Kabeltrommeln zur Aufbewahrung der elektrischen Kabel innerhalb des Gehäuses die Ecken des Dreiecks ohnehin Bauraum zur Verfügung stellen, kann hier bevorzugt peripherieseitig eingegriffen werden. Die vorstehend beschriebene Ausgestaltung der Vorrichtung bedingt einen günstigen Schwerpunkt, wodurch die Vorrichtung einen stabilen Stand erhalten kann. Zudem bietet sich die Möglichkeit, ein dichtes Packmaß mit geringem Volumenbedarf zu erzielen.
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Weiter kann das Gehäuse eine Öffnung aufweisen, durch welche das erste elektrische Kabel und insbesondere auch der anschlussseitige Verbinder in das Gehäuse eingezogen werden können. Bevorzugt sind zwei Öffnungen im Gehäuse vorgesehen, so dass auch das zweite elektrische Kabel und insbesondere auch der fahrzeugseitige Verbinder in das Gehäuse eingezogen werden können. Auf diese Weise werden die Anschlüsse der Verbinder und die Kabel vor Verschmutzungen und Beschädigungen geschützt.
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Bevorzugt ist mindestens eine der Gehäuseöffnungen mittels eines Verschlusses reversibel verschließbar, wenn der jeweilige Verbinder in das Gehäuse eingezogen wurde. Dabei kann eine Reinigungseinheit vorgesehen sein, welche eingerichtet ist, mindestens eines der elektrischen Kabel beim Einziehen in das Gehäuse abzustreifen und/oder abzubürsten. Die Reinigungseinheit kann beispielsweise Borsten und/oder Gummilippen und/oder Schaumstoffstrukturen umfassen, welche die Verunreinigungen beseitigen. Weiter bevorzugt sind das erste Kabel und/oder das zweite Kabel innerhalb des Gehäuses für einen Anwender unzugänglich mit der Vorrichtung verbunden. Auf diese Weise werden unsachgemäße Manipulationen der Vorrichtungen wirksam verhindert. Alternativ oder zusätzlich ist das erste Kabel kürzer oder länger als das zweite Kabel ausgeführt. Auf diese Weise kann eine geeignete relative Entfernung der erfindungsgemäßen Vorrichtung relativ zum elektrisch antreibbaren Fahrzeug bzw. zum elektrischen Anschluss gewährleistet werden, wenn die elektrischen Kabel vollends abgerollt sind.
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Bevorzugt weist die Vorrichtung einen Temperaturfühler und/oder eine Spannungsüberwachung und/oder eine Feuchtigkeitsüberwachung und/oder eine Überwachung eines aktuellen Ladestroms auf. Die vorgenannten Merkmale können innerhalb der Energieverarbeitungseinheit angeordnet und betrieben bzw. ausgeführt werden. Anhand vordefinierter Referenzwerte kann die Energieverarbeitungseinheit dabei den Betriebszustand der Vorrichtung überwachen und im Falle einer Betriebsstörung eine entsprechende optische und/oder akustische Anzeige für einen Anwender generieren. Hierzu kann die Vorrichtung weiter eine akustische Signaleinheit umfassen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen im Detail beschrieben. In den Zeichnungen ist:
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1 eine Systemübersicht über Komponenten im Rahmen eines Anwendungsfalls eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
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2 eine perspektivische Darstellung eines alternativen Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
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3 eine perspektivische Darstellung des in 2 dargestellten Ausführungsbeispiels in einer alternativen Konstellation;
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4 eine perspektivische Darstellung eines alternativen Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
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5 eine teilweise transparente Ansicht eines in den 2 und 3 gezeigten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
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6a und 6b ein Befestigungskonzept eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
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7 eine schematische Systemübersicht über Komponenten eines Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Ausführungsformen der Erfindung
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1. Zudem sind Stecker als anschlussseitige Verbinder dargestellt, wie sie mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 verwendet werden könnten. Ein Schukostecker (Schutzkontakt-Stecker) 10a weist zwei elektrische Kontakte 11 auf, mittels welcher einphasiger Wechselstrom einer Schutzkontaktsteckdose 2 als elektrischer Anschluss in einer Behausung B eines Anwenders entnommen werden kann. Alternativ könnte ein modifizierter Schutzkontaktstecker 10b verwendet werden, welcher zusätzlich zu den zwei elektrischen Kontakten 11 eine mechanische Codierung 12 in Form zweier weiterer elektrischer Steckkontakte aufweist. Mittels eines solchen Schutzkontaktsteckers könnte eine speziell für den Einsatz mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zertifizierter Anschluss Verwendung finden. Als dritte Alternative ist ein Typ-2-Stecker 10c dargestellt, dessen Steckergesicht 6 elektrische Kontakte 13 (fünf zur Übertragung elektrischer Energie, einer als Pilotkontakt) und einen Lichtauslass eines Leuchtmittels aufweist. Ein solcher Stecker kann beispielsweise dann Verwendung finden, wenn in der Behausung B (z. B. in der Garage) ein fest installierter Energiewandler (z. B. in Form einer sogenannten ”Wallbox”) installiert ist. Zudem ist angedeutet, dass die anschlussseitigen Verbinder 10a, 10b, 10c über ein jeweiliges elektrisches Kabel 14 mit den übrigen Bestandteilen der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 verbunden sind. Fahrzeugseitig sind zwei Alternativen für einen fahrzeugseitigen Verbinder 20 dargestellt. Der Typ-2-Stecker 20a entspricht im Wesentlichen dem anschlussseitigen Verbinder 10c. Alternativ kann ein Typ-2-Stecker 20b im Bereich seines Griffstücks ein Display und/oder LEDs als Anzeigeeinheit aufweisen. Das Gehäuse des Typ-2-Steckers 20b weist zudem einen Druckknopf als Bedieneinheit 32 auf, mittels welchem zwischen unterschiedlichen Lade-Modi gewählt werden kann. Auch die fahrzeugseitigen Verbinder 20a, 20b sind über elektrische Kabel 41 als zweite elektrische Kabel mit den übrigen Komponenten der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 verbunden. Beispielhaft sind ein Personenkraftwagen (Pkw) A sowie ein in dessen Front angeordnetes Inlet 4 dargestellt, welches mit den fahrzeugseitigen Verbindern 20a, 20b korrespondiert. Zum Schutz gegen Verunreinigungen und Beschädigungen, insbesondere während der Fahrt, ist eine Schutzkappe 3 als Abdeckvorrichtung für das Inlet 4 vorgesehen.
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2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung 1 eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Das Gehäuse 30 der Vorrichtung 1 weist einen dreiecksförmigen Querschnitt mit abgerundeten Ecken auf. Hierzu ist das Gehäuse durch zwei parallele, dreiecksförmige Stirnflächen 35 abgeschlossen. Die oberen Ecken der Stirnflächen 35 sind durch einen zylindrischen Griff 33 verbunden, welcher senkrecht auf den Stirnflächen 35 steht. Unterhalb des Griffs 33 weist das Gehäuse 30 einen freien Öffnungsquerschnitt auf, durch welchen die Hand eines Anwenders geführt werden kann. An der vorderen Stirnfläche 35 weist die Vorrichtung eine Anzeige 31 auf, welche einen zu verwendenden Ladestrom anzeigt. Unterhalb der Anzeige 31 sind vier mittels LEDs beleuchtete Tastelemente als zusätzliche Anzeige einer Bedieneinheit 32 angeordnet. Auch über die LED-Tastelemente können aktuelle Stromstärken gewählt und/oder angezeigt werden. Darüber hinaus ist eine vierte LED dafür vorgesehen, den Status eines innerhalb der Vorrichtung angeordneten Spannungswandlers als Energieverarbeitungseinheit anzuzeigen. Unterhalb der Anzeige- und Bedieneinheit 31, 32 ist eine kreisscheibenförmige Fläche 38 als Seitenfläche einer in dem Gehäuse 30 befindlichen Kabeltrommel erkennbar. Auf der Kabeltrommel sind elektrische Kabel 14, 41 (nicht dargestellt) aufgewickelt. Eine linke Flanke 36 des Gehäuses 30 weist eine Öffnung 37 auf, durch welche ein anschlussseitiger Verbinder 10a in Pfeilrichtung P1 herausgezogen werden kann. Die Öffnung 37 weist eine rechtecksförmige Querschnittsfläche auf. Unterhalb der abgerundeten Dreiecksflächen sind parallel zum Griff 33 angeordnete zylindrische Füße 34a, 34b als Positionierungseinrichtungen angeordnet. Über diese erhält die Vorrichtung 1 beim Positionieren auf unebenem Boden einen festen Stand.
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3 zeigt eine mögliche Variante zum Verschließen der Öffnung 37 des in 2 dargestellten Gehäuses 30. Ein verschieblicher Deckel 39 ist als Verschluss für die Öffnung 37 vorgesehen. Wird er in Richtung des Griffs 33 (in Pfeilrichtung P) geschoben, gibt er die Öffnung 37 frei und ein anschlussseitiger Verbinder 10a kann in Pfeilrichtung P1 aus dem Gehäuse 30 herausgezogen werden. Erst nachdem der fahrzeugseitige Verbinder 10a vollständig in die Öffnung 37 eingezogen wurde, kann die Abdeckung 39 entgegen der Pfeilrichtung P2 vollständig verschlossen werden.
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4 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel für die in Verbindung mit 2 und 3 dargestellte Vorrichtung 1. In einer Flanke 36 des Gehäuses 30 ist eine zweite Öffnung 40 vorgesehen, welche im Wesentlichen der in Verbindung mit 3 diskutierten ersten Öffnung 37 entsprechend ausgestaltet ist. Hinter der zweiten Öffnung 40 ist ein fahrzeugseitiger Verbinder 20b angeordnet, welcher als Typ-2-Stecker ausgestaltet ist. In Pfeilrichtung P3 kann der Typ-2-Stecker aus dem Gehäuse 30 herausgezogen werden. Der Typ-2-Stecker weist eine Fernbedienungseinheit 21 auf, welche die Anzeigeeinheit 31 und zusätzlich eine Bedieneinheit 32 aufweist, wie sie in den 2 und 3 an der Außenseite der Stirnfläche 35 angeordnet waren.
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5 zeigt das in 2 dargestellte Ausführungsbeispiel mit einem (teilweise) transparent ausgeführten Gehäuse. Auf diese Weise kann der Anwender sich einfach versichern, dass das erste Kabel 14 und das zweite Kabel 41 korrekt auf den beiden unabhängig voneinander ausgeführten Kabeltrommeln 5 und 6 aufgewickelt ist. Die Kabeltrommeln 5, 6 sind auf einer gemeinsamen Achse angeordnet. Über einen jeweiligen Federzug 42a, 42b als Aktuatoren sind die Kabeltrommeln 5, 6 eingerichtet, die Kabel 14, 41 selbsttätig in das Gehäuse 30 einziehen und darin aufzuwickeln. Zur Erhöhung des Bedienkomforts können (nicht dargestellte) Bremsvorrichtungen und Feststellvorrichtungen für die Kabeltrommeln 5, 6 vorgesehen sein. Die Feststellvorrichtung kann dabei ähnlich einem Rollo bzw. einer Jalousie aktiviert werden, um eine ausgezogene Kabellänge ohne mechanische Vorspannung mit einem elektrischen Anschluss 2 oder einem elektrisch antreibbaren Fahrzeug A zu verbinden. Des Weiteren ist ein Abstreifer 54 als Reinigungseinheit innerhalb des Gehäuses vorgesehen, um beim Einziehen des Kabels 41 Verunreinigungen und Feuchtigkeit zu entfernen. Dabei kann ein (nicht dargestellter) Reinigungsschacht zum unmittelbaren Austritt abgestreifter Verunreinigungen oder Feuchtigkeit oder ein (nicht dargestellter) Behälter zum Aufnehmen abgestreifter Verunreinigungen oder Feuchtigkeit im Korpus integriert sein.
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6a und 6b zeigen ein Befestigungskonzept für eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1, welche eine sichere und einfache Arretierung der Vorrichtung 1 in einem Kofferraum eines Personenkraftwagens A ermöglicht. Der Boden 50 des Kofferraums weist hierzu eine vordere Aufnahmeeinrichtung 44b und eine hintere Aufnahmeeinrichtung 44a auf. Beide sind in Fahrtrichtung hintereinander nahe einer linken Kofferraumwand des Personenkraftwagens A angeordnet. Die Aufnahmeeinrichtungen 44a, 44b weisen zwei einander entgegenwirkende Klemmbacken 46 auf, welche über Federabschnitte 45 mit einem am Kofferraumboden 50 befestigten Grundelement 48 verbunden sind. Endseitig weisen die Klemmbacken 46 rotierbar gelagerte Walzen 47 auf, durch welche die Positionierungseinrichtungen 34a, 34b des Gehäuses 30 reibungsarm zwischen die Klemmbacken 46 gedrückt werden können.
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6b zeigt eine Endposition für den in 6a dargestellten Positionierungsvorgang. Das Gehäuse 30 ist vollständig mit seinen Positionierungseinrichtungen 34a, 34b in die Aufnahmeeinrichtungen 44a, 44b eingeführt. Die Positionierungseinrichtung 34a wird dabei mit ihrem zylindrischen Querschnitt zwischen zwei konkaven Abschnitten der Walzen 47 und einem Sockel am Grundelement 48 der Aufnahmevorrichtungen 44a, 44b fixiert.
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7 zeigt eine systematische Übersicht über Komponenten einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1. Zwischen einem anschlussseitigen Kabel 14 und einem fahrzeugseitigen Kabel 41 ist eine Control box 53, welche als „In-Cable Control- and Protecting Device” (IC-CPD) und somit überfahrsicher ausgeführt ist, als Energieverarbeitungseinheit angeordnet. Die Control box ist eingerichtet, anschlussseitige elektrische Energie einer ersten Form in fahrzeugseitige elektrische Energie einer zweiten Form zu wandeln. Die Energieverarbeitungseinheit ist mit einem Prozessor 52 als Steuereinheit verbunden. Der Prozessor 52 ist eingerichtet, den Betrieb der Energieverarbeitungseinheit 53 zu überwachen und einem Anwender über eine Anzeigeeinheit 31 einen Betriebszustand der Energieverarbeitungseinheit 53 darzustellen. Über ein Tastenfeld als Bedieneinheit 32 kann der Anwender den Prozessor 52 anweisen, die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zu verändern. Im Fehlerfall ist der Prozessor 52 eingerichtet, eine akustische Ausgabeeinheit 51, umfassend einen Verstärker und einen Lautsprecher, zur Ausgabe eines Warnsignals zu verwenden.
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Es ist ein Kerngedanke der vorliegenden Erfindung, eine Ladeeinrichtung für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug kompakt, betriebssicher, aufgeräumt und sauber zu realisieren, um den Bedienkomfort für einen Anwender beim externen Versorgen eines Fahrzeugs mit elektrischer Energie zu erhöhen. Die hierzu vorgestellte Vorrichtung kann eine sogenannte Control box (auch: IC-CPD oder „In Cable Control Box”) umfassen, mittels welcher anschlussseitige elektrische Energie gewandelt und einem elektrischen Fahrzeug in geeigneter Form verabreicht werden kann. Selbstverständlich können die elektrischen Verbinder auch mit entsprechenden Adapterstücken an unterschiedliche elektrische Anschlüsse angepasst werden. Hierzu kann die Vorrichtung bzw. eine in ihr enthaltene Energieverarbeitungseinheit eine automatische Anpassung der Energiekenngrößen an das Fahrzeugbordnetz durchführen und insbesondere (bei anschlussseitig angepassten Kenngrößen) einen Bypass für die Energieverarbeitungseinheit realisieren.
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Auch wenn die erfindungsgemäßen Aspekte und vorteilhaften Ausführungsformen anhand der in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungsfiguren erläuterten Ausführungsbeispiele im Detail beschrieben worden sind, sind für den Fachmann Modifikationen und Kombinationen von Merkmalen der dargestellten Ausführungsbeispiele möglich, ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen, deren Schutzbereich durch die beigefügten Ansprüche definiert wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10019459 C1 [0005]
- DE 102009042059 A1 [0006]
- EP 2432094 A1 [0007]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- Norm IEC 62196-1 [0002]
- EN 60529 [0003]
