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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Ladeschnittstellenanordnung in einem Kraftfahrzeug, umfassend eine Ladeschnittstelle, die in eine Karosseriestruktur des Kraftfahrzeugs integriert ist und an die ein elektrisches Ladekabel anschließbar ist, und ein Abdeckelement, mittels dessen die Ladeschnittstelle wahlweise abgedeckt oder freigegeben werden kann.
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Kraftfahrzeuge, deren Antrieb zumindest eine elektrische Maschine oder eine Kombination aus einer elektrischen Maschine und einer Brennkraftmaschine (so genannte Hybrid-Elektrofahrzeuge) umfasst, sind aus dem Stand der Technik bekannt. Derartige Kraftfahrzeuge weisen ein elektrisches Energiespeichermittel zum Speichern elektrischer Energie auf, die zum Speisen der elektrischen Maschine verwendet wird. Das elektrische Energiespeichermittel, dessen elektrisches Spannungsniveau im Hochvoltbereich liegt, weist eine Mehrzahl aufladbarer Akkumulatorzellen oder aufladbarer Blöcke von Akkumulatorzellen auf, die elektrisch miteinander verschaltet sind. Um das elektrische Energiespeichermittel aufladen zu können, weisen derartige Kraftfahrzeuge eine Ladeschnittstelle auf, die in ein Karosserieteil einer Karosseriestruktur des Kraftfahrzeugs integriert ist. Zur elektrischen Verbindung der Ladeschnittstelle des Kraftfahrzeugs mit einem Stromversorgungsnetz kann ein Ladekabel mit einem passenden Steckermittel in die Ladeschnittstelle des Kraftfahrzeugs eingesteckt werden.
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Im Stand der Technik wird die Ladeschnittstelle häufig mittels eines schwenkbar an der Karosseriestruktur angelenkten Abdeckelements verschlossen, der mit einem herkömmlichen Tankdeckel vergleichbar ist, wie er bei Kraftfahrzeugen mit einer Brennkraftmaschine vorhanden ist, um einen Tankstutzen eines Kraftstofftanks abzudecken. Das Abdeckelement kann aus einer Schließstellung, in der es die Ladeschnittstelle abdeckt, in eine Öffnungsstellung, in der es die Ladeschnittstelle freigibt, und umgekehrt verschwenkt werden. In der Schließstellung bilden der äußere Rand des Abdeckelements und ein daran angrenzender Bereich einer Außenhaut der Karosseriestruktur eine deutlich sichtbare Fuge, die sich unter Designgesichtspunkten negativ auf das optische Erscheinungsbild des Kraftfahrzeugs auswirken kann.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ladeschnittstellenanordnung der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, die in einer geschlossenen Stellung des Abdeckelements an einer Sichtseite im Wesentlichen fugenlos zu einem daran angrenzenden Bereich der Außenhaut der Karosseriestruktur ausgebildet ist und somit ein optisch stimmiges Erscheinungsbild der Karosserie des Kraftfahrzeugs schafft.
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Die Lösung dieser Aufgabe liefert eine Ladeschnittstellenanordnung der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
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Eine erfindungsgemäße Ladeschnittstellenanordnung zeichnet sich dadurch aus, dass die Ladeschnittstelle im Bereich eines Kotflügels zwischen einem Karosseriedeckel und einer Tür der Karosseriestruktur angeordnet ist und das Abdeckelement derart mit der Karosseriestruktur gekoppelt ist, dass es durch Kombination einer Schwenkbewegung um eine Drehachse, die sich in einer durch eine Fahrzeuglängsrichtung und eine Fahrzeugquerrichtung definierten Ebene erstreckt, mit einer Translationsbewegung von einer Schließstellung, in der es die Ladeschnittstelle abdeckt, in eine Öffnungsstellung, in der es die Ladeschnittstelle freigibt, und umgekehrt überführbar ist. Die erfindungsgemäße Ladeschnittstellenanordnung zeichnet sich insbesondere durch eine in besonderer Weise ausgestaltete Öffnungs- und Schließkinematik für das Abdeckelement aus. Die Kombination aus einer ausgehend von der Schließstellung nach außen gerichteten Schwenkbewegung des Abdeckelements um eine horizontale Drehachse, die sich in der durch die Fahrzeuglängsrichtung und die Fahrzeugquerrichtung definierten Ebene erstreckt, mit einer vorzugsweise simultanen Translationsbewegung ermöglicht es, den Übergang zwischen dem Abdeckteil und daran angrenzenden Bereichen einer Außenhaut der Karosseriestruktur an einer Sichtseite im Wesentlichen fugenlos zu gestalten, so dass sich daraus ein optisch stimmiges Erscheinungsbild der Karosserie des Kraftfahrzeugs ergibt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass der Kotflügel ein karosseriefestes Innenteil umfasst, in das die Ladeschnittstelle integriert ist.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der Kotflügel ein bewegbares Außenteil aufweist, an dem das Abdeckelement angeformt oder angebracht ist. Die kombinierte Schwenk- und Translationsbewegung des Abdeckelements von der Schließstellung in die Öffnungsstellung (und umgekehrt) wird in dieser Ausführungsform durch eine entsprechende kombinierte Schwenk- und Translationsbewegung des Außenteils des Kotflügels bewirkt.
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Um eine zuverlässige und robuste Schwenkbewegung des Außenteils zu ermöglichen, besteht in einer vorteilhaften Ausführungsform die Möglichkeit, dass die Ladeschnittstellenanordnung zumindest einen Lenker umfasst, der derart mit dem Außenteil des Kotflügels und der Karosseriestruktur gekoppelt ist, dass das Außenteil mit dem daran angeformten oder angebrachten Abdeckelement ausgehend von der Schließstellung in einer zwangsgeführten Schwenkbewegung um die Drehachse nach außen verschwenkbar ist. Vorzugsweise ist die Schwenkbewegung derart, dass das Außenteil des Kotflügels aus der Schließstellung so weit nach außen geschwenkt wird, dass das Abdeckelement die Ladeschnittstelle freigibt und das Außenteil des Kotflügels an einem Rad des Kraftfahrzeugs vorbeigeführt wird, so dass es bei der gleichzeitigen Translationsbewegung keine Berührung mit dem Rad erfährt. Der Lenker erstreckt sich vorzugsweise zumindest abschnittsweise unterhalb des feststehenden Innenteils des Kotflügels.
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Vorzugsweise kann der Lenker mit einem ersten Ende an einem karosseriefesten (insbesondere unterhalb des Innenteils des Kotflügels angeordneten) Kugelgelenk angebracht sein und mit einem zweiten Ende an einem an einer Innenseite des Außenteils des Kotflügels vorgesehenen Kugelgelenk angebracht sein. Anders als Scharniergelenke ermöglichen Kugelgelenke mehrere Bewegungsfreiheitsgrade des Lenkers.
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Um eine sichere Translationsbewegung des Außenteils zu ermöglichen, so dass die Ladeschnittstelle in der Öffnungsstellung von außen zugänglich ist, wird in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform vorgeschlagen, dass die Ladeschnittstellenanordnung eine karosseriefeste Führungsschiene aufweist, die so ausgebildet ist, dass das Außenteil des Kotflügels mit dem daran angeformten oder angebrachten Abdeckelement in der Führungsschiene verschiebbar geführt ist. Die Führungsschiene erstreckt sich vorzugsweise parallel zur Drehachse des Außenteils, so dass eine Translationsbewegung des Außenteils entlang einer durch die Richtung der Drehachse definierten Translationsrichtung ermöglicht wird.
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Vorzugsweise kann die Ladeschnittstellenanordnung einen Führungsschlitten aufweisen, der mit einer Innenseite des Außenteils verbunden ist und in der Führungsschiene axial verschiebbar geführt ist. Dadurch wird eine besonders robuste Anbindung des Außenteils des Kotflügels an die karosseriefeste Führungsschiene ermöglicht. Der Führungsschlitten muss dabei nicht zwingend unmittelbar mit der Innenseite des Außenteils des Kotflügels verbunden sein. Beispielsweise kann der Führungsschlitten mit Hilfe eines Distanzelements mit der Innenseite des Außenteils verbunden sein.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die Ladeschnittstellenanordnung zumindest ein Federelement umfassen, dessen erstes Ende an einem Ende der Führungsschiene angebracht ist und dessen zweites Ende an einem Ende des Führungsschlittens angebracht ist. Dieses Federelement ist so ausgebildet, dass es die Translationsbewegung des Außenteils des Kotflügels bewirken kann und darüber hinaus vorzugsweise auch dämpfen kann.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform besteht die Möglichkeit, dass das Federelement als Gasdruckfeder ausgeführt ist. Gasdruckfedern haben den Vorteil, dass ihre Federkraft vom Federweg im Wesentlichen unabhängig ist. Überdies zeichnen sich Gasdruckfedern durch einen geringen Platzbedarf aus, so dass sich erhebliche Bauraumvorteile – insbesondere bei beengten Platzverhältnissen, wie sie im Bereich des Kotflügels eines Kraftfahrzeugs herrschen – ergeben. Ferner bieten Gasdruckfedern die Möglichkeit, ein zusätzliches Dämpfungsmittel in diese zu integrieren.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Ladeschnittstellenanordnung eine Anzeigevorrichtung aufweist, die in das Innenteil des Kotflügels integriert ist. Mittels der Anzeigevorrichtung können einem Benutzer insbesondere Statusinformationen, wie zum Beispiel der Ladezustand oder die Ladedauer des elektrischen Energiespeichermittels, visuell angezeigt werden.
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Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Dabei zeigen
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1 eine perspektivische Ansicht einer Ladeschnittstellenanordnung in einem Kraftfahrzeug, die gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgeführt ist, in einer geschlossenen Stellung eines Abdeckelements für eine Ladeschnittstelle,
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2 eine weitere perspektivische Ansicht der Ladeschnittstellenanordnung gemäß 1,
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3 eine Detailansicht der Ladeschnittstellenanordnung, die Einzelheiten eines Lenkers veranschaulicht, mittels dessen ein Außenteil des Kotflügels zwangsgeführt von einer Schließstellung nach außen in eine Öffnungsstellung und umgekehrt verschwenkbar ist,
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4 eine perspektivische Ansicht von oben auf die Ladeschnittstellenanordnung in der Öffnungsstellung des Außenteils des Kotflügels,
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5 eine weitere perspektivische Ansicht der Ladeschnittstellenanordnung in der Öffnungsstellung des Außenteils des Kotflügels.
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Unter Bezugnahme auf 1 bis 5 umfasst eine Ladeschnittstellenanordnung 1 in einem Kraftfahrzeug eine Ladeschnittstelle 2, an die ein elektrisches Ladekabel 10 zum Aufladen eines elektrischen Energiespeichermittels des Kraftfahrzeugs anschließbar ist. Das elektrische Energiespeichermittel, dessen elektrisches Spannungsniveau im Hochvoltbereich liegt, ist dazu eingerichtet, zumindest eine elektrische Maschine des Kraftfahrzeugs zu speisen und dadurch mit elektrischer Energie zu versorgen.
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Die Ladeschnittstelle 2 ist in diesem Ausführungsbeispiel in ein feststehendes Innenteil 40 eines mindestens zweiteilig ausgeführten Kotflügels 4 einer Karosseriestruktur des Kraftfahrzeugs integriert. Wie in den Figuren zu erkennen, ist die Ladeschnittstelle 2 benachbart zu einem Rad 5 zwischen einem Karosseriedeckel 6 und einer Tür 7 des Kraftfahrzeugs angeordnet. Der Kotflügel 4 weist ferner ein Außenteil 41 auf, welches relativ zu dem feststehenden Innenteil 40 in einer kombinierten Schwenk- und Translationsbewegung nach außen bewegbar ist, um dadurch die Ladeschnittstelle 2 wahlweise freizugeben oder abzudecken. An einem oberen seitlichen Randabschnitt weist das Außenteil 41 ein an dieses angeformtes (oder alternativ daran angebrachtes) Abdeckelement 42 auf, welches so angeordnet und ausgebildet ist, dass es die Ladeschnittstelle 2 in der Schließstellung, welche in 1 und 2 gezeigt ist, abdecken kann.
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Um ausgehend von der in 1 und 2 dargestellten Schließstellung die Ladeschnittstelle 2 freigeben zu können, ist das Außenteil 41 des Kotflügels 4 mit dem daran angeformten oder angebrachten Abdeckelement 42 derart an die Karosseriestruktur angebunden, dass es in einer kombinierten, zwangsgeführten Schwenk- und Translationsbewegung von der Schließstellung in die Öffnungsstellung (und umgekehrt) bewegt werden kann. Dabei erfolgt die Schwenkbewegung des Außenteils 41 mit dem Abdeckelement 42 in der Weise, dass das Außenteil 41 um eine Drehachse D, die sich in einer durch eine Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung) und eine Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) definierten Ebene erstreckt, nach außen verschwenkt werden kann. Der Verlauf der Drehachse D ist in 4 zu erkennen. Aus dieser Darstellung wird deutlich, dass die Drehachse D in diesem Ausführungsbeispiel nicht mit der Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung) fluchtet, sondern mit dieser einen spitzen Winkel einschließt. Das Gelenkmittel, welches ein Verschwenken des Außenteils 41 um die Drehachse D ermöglicht, ist am bewegbaren Außenteil 41 angebracht. Die Schwenkbewegung des Außenteils 41 um die Drehachse D nach außen in die Öffnungsstellung beziehungsweise nach innen in die Schließstellung ist zwangsgeführt, wobei die Zwangsführung mittels eines Lenkers 8 realisiert ist, der in 3 dargestellt ist. Der Lenker 8 ist mit einem ersten Ende an einem karosseriefesten, unterhalb des Innenteils 40 des Kotflügels 4 angeordneten Kugelgelenk 81 angebracht und mit einem zweiten Ende an einem an einer Innenseite des Außenteils 41 des Kotflügels 4 vorgesehenen, in dieser Darstellung nicht erkennbaren Kugelgelenk angebracht. Der Lenker 8 erstreckt sich dabei zumindest abschnittsweise unterhalb des Innenteils 40 des Kotflügels 4 und bewirkt eine Zwangsführung der Schwenkbewegung des Außenteils 41 um die Drehachse D. Mit dem Bezugszeichen 8‘ wurde in 4 die Lenkerposition in der Schließstellung des Außenteils 41 gekennzeichnet. Die nach außen gerichtete Schwenkbewegung des Außenteils 41 des Kotflügels 4 bewirkt, dass das Abdeckelement 42 die Ladeschnittstelle 2 freigibt und das Außenteil 41 bei der Translationsbewegung in einer durch die Richtung der Drehachse D definierten Translationsrichtung an dem Rad 5 des Kraftfahrzeugs vorbeigeführt werden kann und dieses nicht berührt.
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Wie in 4 und 5 dargestellt, bewirkt die Translationsbewegung, dass das Außenteil 41 des Kotflügels 4 von der Tür 7 weg in Richtung des Rades 5 (und aufgrund der oben erläuterten zwangsgeführten Schwenkbewegung an diesem vorbei) verschoben werden kann. Dadurch wird erreicht, dass die Ladeschnittstelle 2 von außen zugänglich wird, so dass ein Ladestecker 9 eines elektrischen Ladekabels 10, das seinerseits mit einem Stromversorgungsnetz verbindbar ist, in die Ladeschnittstelle 2 eingesteckt werden kann.
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Wie in 4 zu erkennen, weist die Ladeschnittstellenanordnung 1 eine karosseriefeste Führungsschiene 11 und einen mit der Innenseite des Außenteils 41 über ein Distanzelement 12 verbundenen Führungsschlitten 13 auf, der in der Führungsschiene 11 axial verschiebbar geführt ist. Die Ladeschnittstellenanordnung 1 umfasst ferner eine Gasdruckfeder 14, deren erstes Ende 140 an einem Ende der Führungsschiene 11 angebracht ist. Ein zweites Ende 141 der Gasdruckfeder 14 ist an einem Ende des Führungsschlittens 13 angebracht. Mittels der Gasdruckfeder 14, die sich parallel zur Drehachse D erstreckt, kann die Translationsbewegung des Außenteils 41 des Kotflügels 4 bewirkt werden und dabei durch das Vorsehen eines in die Gasdruckfeder 14 integrierten Dämpfungsmittels in vorteilhafter Weise auch gedämpft werden. Die Verwendung der Gasdruckfeder 14 trägt zudem zu einer Bauraumoptimierung bei, da sie sich durch einen vergleichsweise geringen Platzbedarf auszeichnet.
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Die Ladeschnittstellenanordnung 1 umfasst ferner eine elektrisch auslösbare Verschlusseinrichtung, die zum Beispiel mittels eines im Innenraum des Kraftfahrzeugs angeordneten Bedienelements, welches insbesondere ein Taster sein kann, und/oder mit Hilfe eines Fernbedienelements ausgelöst werden kann. Ausgehend von der geschlossenen Stellung des Außenteils 41 des Kotflügels 4 bewirkt das Auslösen der Verschlusseinrichtung, dass die Federkraft der Gasdruckfeder 14 freigegeben wird, so dass die Schwenkbewegung und die Translationsbewegung des Außenteils 41 mit dem daran angeformten Abdeckelement 42 parallel initiiert werden und das Außenteil 41 des Kotflügels 4 aus der Schließstellung in die Öffnungsstellung überführt wird. Falls die Verschlusseinrichtung nicht elektrisch auslösbar ist, zum Beispiel bei einem Stromausfall, ist eine Notentriegelung der Verschlusseinrichtung möglich. Dazu muss lediglich der Karosseriedeckel 6 geöffnet werden, womit die Verschlusseinrichtung zugänglich ist.
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Wie in 5 zu erkennen, weist die Ladeschnittstellenanordnung 1 ferner eine Anzeigevorrichtung 15 auf, die in das Innenteil 40 des Kotflügels 4 integriert ist und in diesem Ausführungsbeispiel benachbart zur Ladeschnittstelle 2 angeordnet ist. Die Anzeigevorrichtung 15 ist in der ausgefahrenen Position des Außenteils 41 des Kotflügels 4 sichtbar. Mittels der Anzeigevorrichtung 15 können Statusinformationen, wie zum Beispiel der Ladezustand oder die Ladedauer des elektrischen Energiespeichermittels, visuell dargestellt werden.
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Die hier vorgestellte Ladeschnittstellenanordnung 1 weist eine in besonderer Weise ausgestaltete Öffnungs- und Schließkinematik für das Außenteil 41 des Kotflügels 4 mit dem an dem Außenteil 41 angeformten oder angebrachten Abdeckelement 42 auf. Die Kombination aus einer zwangsgeführten Schwenkbewegung mit einer simultanen Translationsbewegung ermöglicht es, das Außenteil 41 an dem Rad 5 des Kraftfahrzeugs vorbeizuführen, so dass die Ladeschnittstelle 2 von außen zugänglich ist und das elektrische Ladekabel 10 daran angeschlossen werden kann.
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In der geschlossenen Stellung des Abdeckelements 42 zeichnet sich die Ladeschnittstellenanordnung 1 dadurch aus, dass zwischen der Außenhaut der Karosseriestruktur und dem Abdeckelement 42 keine auffälligen Fugen ausgebildet werden, die sich nachteilig auf das optische Erscheinungsbild des Kraftfahrzeugs auswirken können.
