DE102014115907A1

DE102014115907A1 - Ladevorrichtung für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug

Info

Publication number: DE102014115907A1
Application number: DE102014115907.1A
Authority: DE
Inventors: Sven Meinl; Siegfried Walter; Jochen Eppele
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2014-10-31
Filing date: 2014-10-31
Publication date: 2016-05-04
Also published as: FR3027851A1; CN105576740B; GB2542861B; US10322635B2; GB2542861A; GB201518856D0; US20160121744A1; FR3027851B1; CN105576740A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ladevorrichtung (1) für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug, mit einer eine Zugangsöffnung (8) aufweisenden Ladeschale (4), einer innerhalb der Ladeschale (4) angeordneten elektrischen Ladedose (5), einem schwenkbar in der Ladeschale (4) gelagerten Verschlussdeckel (7), der in einer geschlossenen Stellung die Zugangsöffnung (8) der Ladeschale (4) abdeckt und in einer geöffneten Stellung diese Zugangsöffnung freigibt, sowie mit einer Dichtung (12). Bei dieser Ladevorrichtung ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Dichtung (12) als sich um die Ladedose (5) herum erstreckender Dichtring (12) ausgebildet ist und der Verschlussdeckel (7) einen Ringansatz (13) aufweist, der bei geschlossenem Verschlussdeckel (7) den Dichtring (12) entlang dessen Ringkontur kontaktiert. Es wird eine Ladevorrichtung geschaffen, die bei einfacher Gestaltung und Montage eine sichere Abdichtung der Ladedose nach außen hin gewährleistet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ladevorrichtung für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug, mit einer eine Zugangsöffnung aufweisenden Ladeschale, einer innerhalb der Ladeschale angeordneten elektrischen Ladedose, einem schwenkbar in der Ladeschale gelagerten Verschlussdeckel, der in einer geschlossenen Stellung die Zugangsöffnung der Ladeschale abdeckt und in einer geöffneten Stellung diese Zugangsöffnung freigibt, sowie mit einer Dichtung.
Derartige Ladevorrichtungen finden Verwendung bei Fahrzeugen mit einem Hybrid- oder einem Elektroantrieb. Solche Fahrzeuge weisen zumindest eine Batterie bzw. eine Traktionsbatterie auf, die beispielsweise bei PHEV-Fahrzeugen (PHEV = Plug-In Hybrid Electric Vehicle) oder BEV-Fahrzeugen (Battery Elektric Vehicle) über eine von außen an der Fahrzeugkarosserie zugängliche elektrische Ladedose durch Verbindung zum Beispiel mit einer elektrischen Ladestation oder einem konventionellen elektrischen Hausanschluss geladen werden kann. Die Ladedose ist in einer Lademulde der Fahrzeugkarosserie angeordnet, die von einem Verschlussdeckel abgedeckt bzw. verschlossen wird. Ein mit dem Verschlussdeckel zusammenwirkender Mechanismus erlaubt wahlweise das Öffnen und Schließen der Lademulde bzw. das Auf- und Zuklappen des Verschlussdeckels relativ zu der Lademulde und somit den Zugang zur Ladedose. Der Mechanismus kann beispielsweise eine sogenannte Push-Push-Kinematik enthalten, wie sie bereits bei konventionellen Tankdeckeln zum Einsatz kommt.
Eine Ladevorrichtung, die die Merkmale der eingangs genannten Art aufweist, ist aus der DE 10 2012 019 796 A1 bekannt. Bei dieser findet eine Dichtung Verwendung, um die elektrische, metallische Kontakte aufweisende Ladedose vor dem Eindringen von Schmutz, Staub und Flüssigkeiten, insbesondere von Wasser zu schützen und somit dessen dauerhafte Funktionsfähigkeit zu gewährleisten. Diese Dichtung ist als radial umlaufende Dichtung ausgebildet, die entweder an einer Dichtfläche der Lademulde oder an einer Dichtfläche des Verschlussdeckels angebracht ist. Hierbei erfolgt eine Abdichtung der Ladevorrichtung zwischen dem Verschlussdeckel und der Ladeschale.
Eine Ladevorrichtung für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug mit einer Abdichtung ist ferner aus der DE 10 2011 114 383 A1 bekannt. Dort nimmt der Verschlussdeckel einen Dichtring auf, der bei geschlossenem Verschlussdeckel eine zugewandte Ringkontur einer Ladedose kontaktiert.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Ladevorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass bei einfacher Gestaltung und Montage eine sichere Abdichtung der Ladedose nach außen hin gewährleistet ist.
Gelöst wird die Aufgabe durch eine Ladevorrichtung, die gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gestaltet ist.
Bei der erfindungsgemäßen Ladevorrichtung ist somit vorgesehen, dass die Dichtung als sich um die Ladedose herum erstreckender Dichtring ausgebildet ist und der Verschlussdeckel einen Ringansatz aufweist, der bei geschlossenem Verschlussdeckel den Dichtring entlang dessen Ringkontur kontaktiert.
Demnach ist der Dichtring in einem stationären Bauteil gelagert. Es legt sich der Verschlussdeckel mit seinem Ringansatz beim Schließen des Verschlussdeckels an die Dichtung an und dichtet somit die Ladedose in der geschlossenen Stellung des Verschlussdeckels nach außen ab. Da die Dichtung sich um die Ladedose herum erstreckt, erfolgt die Abdichtung nicht im Stirnbereich der Ladedose, sondern in dem sich um die Ladedose herum erstreckenden Bereich. Die Dichtung ist damit geschützt angeordnet, womit die Gefahr, dass der Dichtring mechanisch beschädigt wird, weitgehend eliminiert ist.
Es ist somit auch nach einer Vielzahl von Ladezyklen eine sichere Abdichtung der Ladevorrichtung in unmittelbarer Nähe der Ladedose gewährleistet. Demzufolge wird vermieden, dass Schmutz, Staub und Flüssigkeit, insbesondere Wasser, in den Bereich der elektrischen, mechanischen Kontakte der Ladedose gelangt.
Vorzugsweise ist die Ladedose auf ihrer dem geschlossenen Verschlussdeckel zugewandten Seite zylinderförmig ausgebildet. Diese Zylinderform erlaubt eine einfache und sichere Positionierung des Dichtrings bezüglich der Ladedose. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Dichtring in einer Mulde der Ladeschale gelagert ist, wobei die Mulde der Ladeschale in einem Übergang zur Ladedose angeordnet ist. Bei dieser Ausgestaltung kann sich der Dichtring, wenn der Verschlussdeckel auf diesen einwirkt, unmittelbar an der Mulde abstützen und somit die Dichtkräfte aufnehmen.
Vorzugsweise ist der Dichtring kreisförmig ausgebildet. Er weist vorzugsweise einen kreisförmigen Querschnitt auf. Insbesondere ist das Dichtelement als Schlauchdichtung ausgebildet. Diese besitzt somit bei optimaler Dichtwirkung eine ausreichende Nachgiebigkeit.
Der Ringansatz hingegen ist vorzugsweise steif ausgebildet. Er bildet insbesondere eine Baueinheit, somit ein Bauteil mit dem Verschlussdeckel. Insbesondere handelt es sich um ein Kunststoffteil. Dieses ist vorzugsweise im Spritzguss hergestellt.
Insbesondere ist vorgesehen, dass der Ringansatz eine ebene, ringförmige Fläche zur Anlage an dem Dichtring bei geschlossenem Verschlussdeckel aufweist. Wird der Dichtring unter Einwirkung des Verschlussdeckels zusammengedrückt, kann sich so der Dichtring mit relativ großer Dichtfläche an die ebene, ringförmige Fläche des Ringansatzes anlegen. Vorzugsweise ist die ringförmige Fläche kreisförmig.
Der Verschlussdeckel ist vorzugsweise derart gestaltet, dass er einen Deckelabschnitt, der schwenkbar in der Ladeschale gelagert ist, und einen mit dem Deckelabschnitt verbundenen Stutzen aufweist. Der Stutzen weist stirnseitig, dem Deckelabschnitt abgewandt, den Ringansatz auf.
Die Verriegelung bzw. Entriegelung des Verschlussdeckels kann in unterschiedlichster Art und Weise erfolgen, beispielsweise mittels der genannten Push-Push-Mechanik. In der verriegelten Stellung des Verschlussdeckels liegt dieser im Bereich dessen Ringkontur am Dichtring an und presst diesen geringfügig zusammen. Bei Betätigung der Push-Push-Mechanik wird der Dichtring etwas stärker zusammengepresst und hierbei die Mechanik entriegelt, sodass der Verschlussdeckel anschließend ergriffen und in seine geöffnete Stellung geschwenkt werden kann.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass zum Verriegeln von Verschlussdeckel und Ladeschale in der geschlossenen Stellung des Verschlussdeckels, bei Abdichtung von Dichtring und Ringeinsatz, der Verschlussdeckel abgewandt zu dessen Schwenkachse bezüglich der Ladeschale einen Stößel aufweist und die Ladeschale abgewandt zur genannten Schwenkachse ein Stellelement zur Aufnahme des Stößels aufweist. Mittels dieses Stellelements kann der Stößel verriegelt und entriegelt werden und es stellt das Stellelement sicher, dass der Stößel und damit der Verschlussdeckel in der verriegelten Stellung in einer definierten Position festgehalten wird, in der die Abdichtung zwischen Ringkontur des Verschlussdeckels und Dichtring erfolgt. Vorzugsweise erfolgt die Verriegelung/Entriegelung des Verschlussdeckels mittels einer Push-Push-Mechanik.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der beigefügten Zeichnung und der Beschreibung des in der Zeichnung wiedergegebenen, bevorzugten Ausführungsbeispiels, ohne hierauf beschränkt zu sein.
Es zeigt:
1 ein Fahrzeug im Bereich einer Karosserieöffnung mit der dort befindlichen Ladevorrichtung, veranschaulicht bei in geöffneter Stellung befindlichem Verschlussdeckel,
2 einen Schnitt durch die Anordnung gemäß 1, veranschaulicht bei geschlossenem Verschlussdeckel.
Eine nur für den Bereich einer Ladevorrichtung 1 veranschaulichte Karosserie 2 eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs, insbesondere eines Personenkraftwagens, weist eine Karosserieöffnung 3 zur Aufnahme der Ladevorrichtung 1 auf.
Die Ladevorrichtung 1 weist eine Ladeschale 4 und eine innerhalb der Ladeschale 4 angeordnete elektrische Ladedose 5 auf. In der Ladeschale 4 ist im Bereich eines Scharniers 6 ein Verschlussdeckel 7 schwenkbar gelagert. In der geöffneten Stellung des Verschlussdeckels 7, wie es in 1 gezeigt ist, gibt dieser eine Zugangsöffnung 8 der Ladeschale 4 frei, womit die Ladedose 5 zugänglich ist und ein nicht veranschaulichter elektrischer Stecker, der mit einer elektrischen Leitung verbunden ist, auf die Ladedose 5 zum Laden aufgesteckt werden kann. In der in 2 veranschaulichten geschlossenen Stellung des Verschlussdeckels 7 deckt dieser die Zugangsöffnung 8 der Ladeschale 4 ab und ist mit der Ladeschale 4 verriegelt.
Die Ladeschale 4 nimmt die Ladedose 5 auf und dichtet zu dieser ab. Konkret ist die aus Kunststoff bestehende Ladeschale 4 radial außen in einem Rücksprung 9 der Karosserie 2 im Bereich deren Karosserieöffnung 3 gelagert und dort befestigt, insbesondere mittels einer Dichtung 10. Die Ladeschale 4 wird mit Clipsen in das Seitenteil der Karosserie 2 eingclipst. Ausgehend von diesem äußeren Lagerbereich der Ladeschale 4 springt diese zum Fahrzeuginneren zurück und weist radial innen eine umlaufende Mulde 11 auf, die den abgedichteten Übergang zur Ladedose 5 bildet. Diese Mulde 11 ist somit benachbart der Ladedose 5 angeordnet und erstreckt sich somit um die Ladedose 5 als Ring herum. Die Mulde 11 nimmt einen Dichtring 12 auf, der entsprechend der Form der Mulde 11 kreisförmig ausgebildet ist. Der Dichtring 12 weist einen kreisförmigen Querschnitt auf und ist als Schlauchdichtung oder Dichtlippe ausgebildet. Somit erstreckt sich der Dichtring 12 um die Ladedose 5, unmittelbar benachbart zu dieser herum.
Der Verschlussdeckel 7 weist, bezogen auf seine geschlossene Stellung, wie in 2 veranschaulicht, auf seiner der Mulde 11 zugewandten Seite einen Ringansatz 13 auf. Konkret ist der Verschlussdeckel 7 so gestaltet, dass er einen Deckelabschnitt 14 aufweist, der schwenkbar in der Ladeschale 4 gelagert ist und einen den Deckelabschnitt 14 verbundenen Stutzen 15 aufweist, wobei der Stutzen 15 stirnseitig, dem Deckelabschnitt 14 abgewandt, den Ringansatz 13 aufweist. Dieser Ringansatz 13 kontaktiert, bei geschlossenem Verschlussdeckel 7, den Dichtring 12 entlang dessen Ringkontur und drückt diesen geringfügig zusammen. 2 veranschaulicht, bei geschlossener Stellung des Verschlussdeckels 7, den Dichtring 12 in seiner Ausgangsstellung, somit nicht vom Verschlussdeckel 7 zusammengedrückten Position. Der Dichtring 12 weist auf seiner der Mulde 11 abgewandten Seite eine frei vorstehende Dichtnase 16 aufweist, die umläuft.
Bei dem Dichtring 12 handelt es sich um eine Schlauchdichtung, die aus Moosgummi, insbesondere EPDM Moosgummi besteht. Befestigt ist der Dichtring 12 mittels eines beidseitig klebenden Klebebandes 17, das als Ring ausgelegt ist und einerseits mit der Mulde 11, andererseits dem Dichtring 12 verklebt ist. Diese Schlauchdichtung ist auf eine Weichkomponente der Ladeschale 4 geklebt. Durch die ebene, ringförmige Fläche 18 des Ringansatzes 16, wobei diese Fläche 18 dem Dichtring 12 zugewandt ist, ergibt sich eine flächige Abdichtung zwischen Verschlussdeckel 7 und Dichtring 12.
Der Verschlussdeckel 7 ist insgesamt als Spritzgussteil ausgebildet und steif.
Veranschaulicht ist in 1 ferner die Verriegelung für Verschlussdeckel 7 und Ladeschale 4 in der geschlossenen Stellung des Verschlussdeckels 7 bei Abdichtung von Dichtring 12 und Ringansatz 13. Hierbei weist der Verschlussdeckel 7, abgewandt zu dessen Schwenkachse, somit Scharnier 6, einen Stößel 19 auf und die Ladeschale 5, abgewandt zur genannten Schwenkachse, ein Stellelement 20 zur Aufnahme des Stößels 19 auf. Stößel 19 und Stellelement 20 sind derart wirksam, dass sie eine Push-Push-Funktion verwirklichen. So kann durch Drücken auf den geschlossenen Verschlussdeckel 7 die Verriegelung aufgehoben werden und es wird der Verschlussdeckel 7 unter Einwirkung eines Federelements der Push-Push-Mechanik geringfügig aus der Schließstellung verschwenkt, sodass der Verschlussdeckel 7 von Hand in die geöffnete Stellung überführt werden kann. Damit ist die Ladedose 5 für den Ladestecker zugänglich. Nach dem Entfernen des Ladesteckers von der Ladedose 5 wird der Verschlussdeckel 7 wieder von Hand in die Schließstellung geschwenkt, wobei der Stößel 9 mit dem Stellelement 20 verriegelt.
Bei der Ladevorrichtung erfolgt die Abdichtung axial und es wird der Anpressdruck durch das Stellelement 20 erzeugt. Hierbei sind nur geringe Schließkräfte erforderlich. Es ergibt sich eine vorteilhafte Haptik. Toleranzen sind nur innerhalb des Moduls, unabhängig von der Ladedose 5 vorhanden. Der Dichtring 12 kann unkompliziert ausgetauscht werden. Es ist ein guter Toleranzausgleich möglich, und hierbei auch eine Überdrückung des Stellelements möglich. Abstimmflächen sind leicht anpassbar, insbesondere die Anpassung der Endlage, Schließkräfte usw.
Mit der Bezugsziffer 24 ist ein Ladetaster der Ladevorrichtung bezeichnet, der von der Ladeschale 4 aufgenommen wird.
Bezugszeichenliste

1: Ladevorrichtung
2: Karosserie
3: Karosserieöffnung
4: Ladeschale
5: Ladedose
6: Scharnier
7: Verschlussdeckel
8: Zugangsöffnung
9: Rücksprung
10: Dichtung
11: Mulde
12: Dichtring
13: Ringansatz
14: Deckelabschnitt
15: Stutzen
16: Dichtnase
17: Klebeband
18: Fläche
19: Stößel
20: Stellelement
21: Ladetaster

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012019796 A1 [0003]
DE 102011114383 A1 [0004]

Claims

Ladevorrichtung (1) für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug, mit einer eine Zugangsöffnung (8) aufweisenden Ladeschale (4), einer innerhalb der Ladeschale (4) angeordneten elektrischen Ladedose (5), einem schwenkbar in der Ladeschale (4) gelagerten Verschlussdeckel (7), der in einer geschlossenen Stellung die Zugangsöffnung (8) der Ladeschale (4) abdeckt und in einer geöffneten Stellung diese Zugangsöffnung (8) freigibt, sowie mit einer Dichtung (12), dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (12) als sich um die Ladedose (5) herum erstreckender Dichtring (12) ausgebildet ist und der Verschlussdeckel (7) einen Ringansatz (13) aufweist, der bei geschlossenem Verschlussdeckel (7) den Dichtring (12) entlang dessen Ringkontur kontaktiert.
Ladevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladedose (5) auf ihrer dem geschlossenen Verschlussdeckel (7) zugewandten Seite zylinderförmig ausgebildet ist.
Ladevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (12) in einer Mulde (11) der Ladeschale (4) gelagert ist, wobei die Mulde (11) der Ladeschale (4) einen Übergang zur Ladedose (5) bildet.
Ladevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (12) kreisförmig ausgebildet ist.
Ladevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (12) einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.
Ladevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (12) als Schlauchdichtung ausgebildet ist.
Ladevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringansatz (13) steif ausgebildet ist.
Ladevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringansatz (13) eine ebene, ringförmige Fläche (18) zum Anlegen an den Dichtring (12) bei geschlossenem Verschlussdeckel (7) aufweist.
Ladevorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmige Fläche (18) kreisförmig ist.
Ladevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlussdeckel (7) einen Deckelabschnitt (14), der schwenkbar in der Ladeschale (4) gelagert ist, und einen mit dem Deckelabschnitt (14) verbundenen Stutzen (15) aufweist, wobei der Stutzen (15) stirnseitig, dem Deckelabschnitt (14) abgewandt, den Ringansatz (13) aufweist.
Ladevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zum Verriegeln von Verschlussdeckel (7) und Ladeschale (4) in der geschlossenen Stellung des Verschlussdeckels (7), bei Abdichtung von Dichtring (12) und Ringansatz (13), der Verschlussdeckel (7) abgewandt zu dessen Schwenkachse (6) bezüglich der Ladeschale (4) einen Stößel (19) aufweist und die Ladeschale (4), abgewandt zur genannten Schwenkachse (6), ein Stellelement (20) zur Aufnahme des Stößels (19) aufweist.