DE102017123206A1 - Electrical connection device for in particular electric or hybrid motor vehicles - Google Patents

Electrical connection device for in particular electric or hybrid motor vehicles Download PDF

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Benjamin Djedovic
Claus Töpfer
Winfried Schlabs
Tim Sonnenschein
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Kiekert AG
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Abstract

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine elektrische Anschlussvorrichtung für insbesondere Elektro- oder Hybridkraftfahrzeuge. Diese verfügt in ihrem grundsätzlichen Aufbau über einen Ladestecker (4) und eine Ladesteckdose (5). Der Ladestecker (4) wird in der Ladesteckdose mit Hilfe eines verfahrbaren Riegelelementes (6) lösbar verankert. Zusätzlich ist ein Antrieb vorgesehen, welcher das Riegelelement (6) zu Stellbewegungen gegenüber einer Führung (14, 15) beaufschlagt. Erfindungsgemäß wird das Riegelelement (6) gehäuseseitig in einer bewegbaren Abstützung (15) des Antriebes als Bestandteil der Führung (14, 15) aufgenommen.

Figure DE102017123206A1_0000
The subject of the present invention is an electrical connection device for in particular electric or hybrid motor vehicles. This has in its basic structure via a charging plug (4) and a charging socket (5). The charging plug (4) is releasably anchored in the charging socket by means of a movable locking element (6). In addition, a drive is provided, which acts on the locking element (6) to adjusting movements relative to a guide (14, 15). According to the invention, the locking element (6) is accommodated on the housing side in a movable support (15) of the drive as part of the guide (14, 15).
Figure DE102017123206A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Anschlussvorrichtung für insbesondere Elektro- oder Hybridkraftfahrzeuge, mit einer Ladesteckdose und einem Ladestecker, wobei der Ladestecker in der Ladesteckdose mit Hilfe eines verfahrbaren Riegelelementes lösbar verankert ist, und wobei ein Antrieb das Riegelelement zu Stellbewegungen gegenüber einer Führung beaufschlagt.The invention relates to an electrical connection device for in particular electric or hybrid motor vehicles, with a charging socket and a charging plug, wherein the charging plug is releasably anchored in the charging socket by means of a movable locking element, and wherein a drive acts on the locking element to adjusting movements against a guide.

Eine elektrische Anschlussvorrichtung des zuvor beschriebenen Aufbaus wird in der DE 10 2007 002 025 A1 beschrieben. In diesem Zusammenhang ist eine Ladesteckdose über einen Deckel einer Karosserieöffnung zugänglich. Die Ladesteckdose kann mit dem Ladestecker lösbar gekoppelt werden. Mit Hilfe des Riegelelementes lässt sich der Ladestecker gegen Entnahme verriegeln. Der Riegel ist mit einem Antrieb bzw. einer Verriegelungsvorrichtung ausgerüstet, die grundsätzlich auch elektrisch betätigt werden kann.An electrical connection device of the construction described above is in the DE 10 2007 002 025 A1 described. In this context, a charging socket is accessible via a cover of a body opening. The charging socket can be releasably coupled with the charging plug. With the help of the locking element, the charging plug can be locked against removal. The bolt is equipped with a drive or a locking device, which in principle can also be operated electrically.

Über derartige elektrische Anschlussvorrichtungen werden erhebliche elektrische Leistungen zwischen einer Ladesäule als Beispiel einer Ladeinfrastruktureinrichtung und dem fraglichen Elektro- oder Hybridkraftfahrzeug übertragen, um eine kraftfahrzeugseitige Batterie oder einen oder mehrere Akkumulatoren zu laden. Dabei kommen oftmals sogar Hochspannungen zum Einsatz. Aus diesem Grund muss eine Trennung der Verbindung aus Ladestecker und Ladesteckdose während der Übertragung der elektrischen Leistung unbedingt vermieden werden. Andernfalls sind Schäden eines Bedieners oder allgemein Gefahren durch Überspannung zu befürchten.Such electrical connection devices transfer considerable electrical power between a charging station as an example of a charging infrastructure and the electric or hybrid motor vehicle in question in order to charge a motor vehicle-side battery or one or more accumulators. Often even high voltages are used. For this reason, a separation of the connection of charging plug and charging socket during the transmission of electrical power must be avoided at all costs. Otherwise, damage to an operator or generally hazards due to overvoltage is to be feared.

Hinzu kommt, dass Nutzer solcher Ladesäulen typischerweise für die entnommene elektrische Leistung bezahlen müssen. Dabei muss insbesondere bei öffentlich zugänglichen Ladestationen sichergestellt werden, dass der fragliche Benutzer nur für die elektrische Energie bezahlt, die er tatsächlich bezogen hat und nicht beispielsweise Fremdnutzer profitieren. Aus diesem Grund wird im Rahmen des weiteren Standes der Technik nach der WO 2010/149426 A1 mit einer Identifikation von Benutzern gegenüber Ladestationen gearbeitet.In addition, users of such charging stations typically have to pay for the withdrawn electrical power. In this case, it must be ensured, in particular in the case of publicly accessible charging stations, that the user in question only pays for the electrical energy which he has actually obtained and does not profit, for example, from third-party users. For this reason, in the context of the further prior art according to the WO 2010/149426 A1 worked with an identification of users against charging stations.

Dazu verfügt der Ladestecker über ein Identifikationsmittel zur Übertragung eines Identifikationssignals an die Ladestation bzw. eine Ladesäule. Im Zusammenhang mit der Identifikation muss natürlich ebenso sichergestellt werden, dass der Ladestecker in der Ladesteckdose verriegelt ist, um zu verhindern, dass sich Fremdnutzer beispielsweise an einem Guthaben des berechtigten Benutzers bedienen.For this purpose, the charging connector has an identification means for transmitting an identification signal to the charging station or a charging station. Of course, in connection with the identification, it must also be ensured that the charging plug is locked in the charging socket in order to prevent third-party users from using, for example, a credit of the authorized user.

Der lösbaren Verriegelung des Ladesteckers in der Ladesteckdose kommt also eine mehrfache Bedeutung zu, einerseits um Gesundheitsgefahren für Bedienpersonen zu verhindern und andererseits die Nutzung der elektrischen Energie benutzerabhängig zu gewährleisten und Fehlnutzungen auszuschließen. Demzufolge muss die Verriegelung des Ladesteckers in der Ladesteckdose in der Lage sein, erhebliche Kräfte aufzunehmen. Die bisherigen Lösungen können an dieser Stelle nicht rundweg zufriedenstellen. Hier setzt die Erfindung ein.The releasable locking of the charging plug in the charging socket is thus a multiple importance, on the one hand to prevent health hazards for operators and on the other hand to ensure the use of electrical energy user-dependent and exclude misuse. Consequently, the locking of the charging plug in the charging socket must be able to absorb significant forces. The previous solutions can not be completely satisfactory at this point. This is where the invention starts.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine derartige elektrische Anschlussvorrichtung für insbesondere Elektro- oder Hybridkraftfahrzeuge so weiterzuentwickeln, dass die Verriegelung zwischen Ladestecker und Ladesteckdose erheblichen und bisher in der Praxis nicht darstellbaren Kräften widerstehen kann.The invention is based on the technical problem of further developing such an electrical connection device for in particular electric or hybrid motor vehicles so that the locking between the charging plug and the charging socket can withstand considerable forces that have hitherto been impossible to represent in practice.

Zur Lösung dieser technischen Problemstellung ist eine elektrische Anschlussvorrichtung für insbesondere Elektro- oder Hybridkraftfahrzeuge im Rahmen der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass das Riegelelement gehäuseseitig in einer bewegbaren Abstützung des Antriebes als Bestandteil der Führung aufgenommen wird. Demgegenüber taucht das Riegelelement kopfseitig in eine Ausnehmung des Ladesteckers zu seiner Verriegelung ein.To solve this technical problem, an electrical connection device for particular electric or hybrid motor vehicles in the invention is characterized in that the locking element is housed on the housing side in a movable support of the drive as part of the guide. In contrast, the locking element emerges on the head side into a recess of the charging plug for its locking.

In diesem Zusammenhang arbeitet die Erfindung vorteilhaft mit einer zumindest zweiteiligen Führung des Riegelelementes. Hierfür ist bei zweiteiliger Ausführung der Führung die bewegbare Abstützung und eine ortsfeste Gehäuseführung vorgesehen. Die bewegbare Abstützung ist als eine Ausnehmung, die als Kröpfung ausgeführt ist, in einem Verriegelungshebel ausgeführt. Der Verriegelungshebel wird über eine Welle des Antriebs in Bewegung versetzt. Als ortsfeste Gehäuseführung sind Nuten und Wände des Gehäuses vorgesehen. Beide genannten Führungsbestandteile, das heißt, die bewegbare Abstützung und die ortsfeste Gehäuseführung sind axial zueinander beabstandet, so dass das längserstreckte und in dieser Axialrichtung bewegbare Riegelelement mit Hilfe der beiden Führungsbestandteile einwandfrei geführt wird. Die Gehäuseführung kann dabei insgesamt in einem Antriebsgehäuse realisiert werden, welches den Antrieb für das verfahrbare Riegelelement einhaust. Dadurch kann der Antrieb gleichsam modular und unabhängig von der Ladesteckdose in beispielsweise einer Ausnehmung einer Kraftfahrzeugkarosserie aufgenommen und montiert werden. Bevorzugt ist die Führung des Riegelelements dreiteilig ausgeführt und umfasst als dritten Bestandteil der Führung einen Zapfen in einer Welle des Antriebs.In this connection, the invention advantageously works with an at least two-part guidance of the locking element. For this purpose, the movable support and a stationary housing guide is provided in two-part design of the guide. The movable support is designed as a recess, which is designed as a crank, in a locking lever. The locking lever is set in motion via a shaft of the drive. As a stationary housing guide grooves and walls of the housing are provided. Both said guide components, that is, the movable support and the stationary housing guide are axially spaced from each other, so that the longitudinally extended and movable in this axial direction locking element is performed properly with the help of the two guide components. The housing guide can be realized in total in a drive housing, which houses the drive for the movable locking element. As a result, the drive can be picked up and mounted as it were modularly and independently of the charging socket in, for example, a recess of a motor vehicle body. Preferably, the leadership of the locking element is designed in three parts and includes as a third part of the guide a pin in a shaft of the drive.

Alternativ kann, in einer weniger bevorzugten Ausführung, die Gehäuseführung in einem Gehäuse vorgesehen ist, welches sowohl die Ladesteckdose als auch den Antrieb insgesamt in seinem Innern aufnimmt. So oder so fungiert das fragliche Gehäuse mit seiner Gehäuseführung als ein Bestandteil der Führung des Riegelelementes. Den anderen Bestandteil stellt die bewegbare Abstützung dar. Dazu ist die bewegbare Abstützung vorteilhaft an einer Welle des Antriebes vorgesehen. Die Welle mag hierzu eine die Abstützung tragende Abkröpfung oder allgemeinen einen Exzenter aufweisen..Alternatively, in a less preferred embodiment, the housing guide may be housed in a housing is provided, which receives both the charging socket and the drive in its entirety. Either way, the case in question acts with its housing guide as part of the leadership of the locking element. The other component is the movable support. For this purpose, the movable support is advantageously provided on a shaft of the drive. The shaft may for this purpose have a support bearing bend or general an eccentric ..

In diesem Zusammenhang ist die Auslegung weiter vorteilhaft so getroffen, dass sich das Riegelelement gehäuseseitig radial an der Abkröpfung der Welle abstützt. Die Abstützung sorgt ihrerseits dafür, dass das Riegelelement gehäuseseitig quer zu der fraglichen Radialrichtung gesichert wird. Außerdem verfügt das Riegelelement im Regelfall über eine gehäuseseitige Kontur, mit deren Hilfe das Riegelelement an eine zugehörige Kontur der Abkröpfung angepasst ist. Meistens sind jedoch das Riegelelement und die Abstützung als Baueinheit ausgebildet und können vorteilhaft einstückig als beispielsweise einstückiges Kunststoffspritzgussteil ausgelegt sein. So oder so ist die Auslegung ferner so getroffen, dass sich eine Mittelachse der Abkröpfung gegenüber dem Riegelelement abwälzt.In this context, the interpretation is further advantageous so made that the locking element is supported on the housing side radially to the bend of the shaft. The support in turn ensures that the locking element is secured on the housing side transversely to the radial direction in question. In addition, the locking element usually has a housing-side contour, with the aid of which the locking element is adapted to an associated contour of the bend. In most cases, however, the locking element and the support are designed as a structural unit and can advantageously be designed in one piece as, for example, a one-piece plastic injection molded part. Either way, the design is further made such that a central axis of the bend over the locking element rolls.

Das Riegelelement und die Gehäuseführung können mit korrespondierenden Längsführungsmitteln ausgerüstet sein. Bei dem Längsführungsmittel des Riegelelementes handelt es sich oftmals um einen Steg oder eine Nut. Demgegenüber ist das Längsführungsmittel der Gehäuseführung als zum Steg korrespondierende Nut oder zur Nut gehörige Nase ausgebildet. Als Folge hiervon wird das Riegelelement mit einer besonders belastbaren Führung ausgestattet. Diese Führung stellt sicher, dass die lösbare Verriegelung zwischen dem Ladestecker und der Ladesteckdose hohe bis sehr hohe Kräfte aufnehmen kann, die insgesamt mehr als 700 N betragen können.The locking element and the housing guide can be equipped with corresponding longitudinal guide means. The longitudinal guide means of the locking element is often a web or a groove. In contrast, the longitudinal guide means of the housing guide is formed as a web corresponding groove or groove belonging to the nose. As a result, the locking element is equipped with a particularly resilient guide. This guide ensures that the releasable lock between the charging plug and the charging socket can absorb high to very high forces, which can total more than 700 N.

Das lässt sich im Kern darauf zurückzuführen, dass solche im Regelfall quer zur Längserstreckung am Riegelelement angreifenden Kräfte nicht wie beim Stand der Technik zu einer Verschiebung oder Schrägstellung des Riegelelementes führen. Tatsächlich handelt es sich bei dem Riegelelement erfindungsgemäß im Regelfall um einen Stößel oder Zapfen oder auch einen Verriegelungsstift, folglich meistens um ein zylindrisches Werkstück, welches vorteilhaft aus Stahl gefertigt ist. Selbstverständlich kann das Riegelelement auch quaderförmig gestaltet sein. Im Regelfall wird jedoch eine Zylinderform des Riegelelementes und folglich ein Verriegelungsstift oder Stößel als besonders vorteilhaft umgesetzt.This can essentially be attributed to the fact that such forces, which as a rule act transversely to the longitudinal extent on the locking element, do not lead to a displacement or oblique position of the locking element as in the prior art. In fact, the locking element according to the invention is usually a plunger or pin or a locking pin, thus usually a cylindrical workpiece, which is advantageously made of steel. Of course, the locking element can also be designed cuboid. As a rule, however, a cylindrical shape of the locking element and consequently a locking pin or plunger is implemented as particularly advantageous.

Durch die zumindest zweiteilige Führung des Riegelelementes einerseits mit Hilfe der ortsfesten Gehäuseführung und andererseits durch die bewegbare Abstützung an der Abkröpfung der Welle wird das Riegelelement in Axialrichtung bzw. Längsrichtung festgehalten und einwandfrei geführt und lassen sich insbesondere Schrägstellungen oder Verkantungen wie beim Stand der Technik verhindern.Due to the at least two-part guidance of the locking element on the one hand by means of the stationary housing guide and on the other hand by the movable support on the bend of the shaft, the locking element is held in the axial direction or longitudinal direction and performed properly and can in particular prevent skewing or tilting as in the prior art.

Das Riegelelement wird gehäuseseitig in der Abstützung aufgenommen. Vorteilhaft ist das Riegelelement als eine Baueinheit mit der Abstützung ausgelegt. Die Abstützung stellt dabei insgesamt eine das Riegelelement zugleich führende Einhausung dar bzw. dient zur ergänzenden Führung des Riegelelementes. Tatsächlich stützt sich das Riegelelement gehäuseseitig radial an der Abkröpfung der Welle ab. Sobald die Welle durch beispielsweise einen Elektromotor als Bestandteil des Antriebes initiierte Drehbewegungen vollführt, arbeitet die Abkröpfung auf das demgegenüber sich hieran gehäuseseitig radial abstützende Riegelelement. Anstelle der Abkröpfung kann die Welle auch mit einem die Abstützung tragenden Nocken oder allgemein einem Exzenter ausgerüstet sein. Drehbewegungen des Exzenters werden dabei auf das Riegelelement übertragen. Denn die Mittelachse der Abkröpfung als vorteilhafte Variante des Exzenters wälzt sich gegenüber dem gehäuseseitig hieran anliegenden Riegelelement ab.The locking element is accommodated on the housing side in the support. Advantageously, the locking element is designed as a structural unit with the support. The support thereby represents a total of the locking element leading housing at the same time or serves to supplement the leadership of the locking element. In fact, the locking element is supported on the housing side radially on the bend of the shaft. As soon as the shaft carries out rotational movements initiated by, for example, an electric motor as a component of the drive, the offset works on the locking element radially supporting the housing on the other hand. Instead of the bend, the shaft may also be equipped with a support bearing cam or generally an eccentric. Rotational movements of the eccentric are transferred to the locking element. Because the central axis of the bend as an advantageous variant of the eccentric rolls against the housing side adjacent thereto locking element.

Damit bei diesem Vorgang das Riegelelement einwandfrei geführt wird und ausschließlich eine Axialbewegung in seiner Längsrichtung bzw. eine Radialbewegung im Vergleich zur Welle vollführt, ist die Abstützung vorgesehen. Die Abstützung sorgt dafür, dass das Riegelelement gehäuseseitig quer zu der fraglichen Radialrichtung gesichert wird. Hierzu korrespondiert eine Sicherung des Riegelelementes gegenüber Bewegungen in Axialrichtung der Achse der Welle. Dazu verfügt die Abstützung in der Regel über zwei Längswände, zwischen denen das Riegelelement größtenteils formschlüssig geführt wird. Die Längswände sind folglich von ihrem Abstand her an den Durchmesser des typischerweise zylindrischen Riegelelementes angepasst. Außerdem erstrecken sich die Längswände in der Radialrichtung und quer zur Axialrichtung der Achse der Welle, so dass das Riegelelement durch seine beidseitige und gegenüberliegende Anlage und Führung an den Längswänden mit Hilfe der Abstützung insgesamt gehäuseseitig quer zur Radialrichtung gesichert wird.In order for the locking element to be guided properly during this process and to carry out exclusively an axial movement in its longitudinal direction or a radial movement in comparison to the shaft, the support is provided. The support ensures that the locking element is secured on the housing side transversely to the radial direction in question. For this purpose, a backup of the locking element corresponds to movements in the axial direction of the axis of the shaft. For this purpose, the support usually has two longitudinal walls, between which the locking element is largely guided positively. The longitudinal walls are therefore adapted from their distance to the diameter of the typically cylindrical locking element. In addition, the longitudinal walls extend in the radial direction and transversely to the axial direction of the axis of the shaft, so that the locking element is secured by its two-sided and opposite contact and guide on the longitudinal walls by means of the support as a whole on the housing side transversely to the radial direction.

Im Ergebnis wird eine elektrische Anschlussvorrichtung für insbesondere Elektro- oder Hybridkraftfahrzeuge zur Verfügung gestellt, die für eine mechanisch besonders belastbare lösbare Verriegelung zwischen dem Ladestecker und der Ladesteckdose sorgt. Zu diesem Zweck wird das Riegelelement mit Hilfe von zwei Führungsbestandteilen bei seiner Längsbewegung geführt.As a result, an electrical connection device for particular electric or hybrid motor vehicles is provided, which ensures a mechanically particularly strong releasable locking between the charging plug and the charging socket. For this purpose, the locking element is guided by means of two guiding components in its longitudinal movement.

Das eine Führungsbestandteil ist als ortsfeste Gehäuseführung typischerweise in einem Antriebsgehäuse ausgebildet. Bei dem zweiten Führungsbestandteil handelt es sich um eine Abstützung an einem Exzenter einer Welle. Tatsächlich verfügt die Abstützung über zumindest zwei Längswände, die an einer Abkröpfung als speziellem Exzenter vorgesehen sind bzw. an die Abkröpfung angeschlossen werden können. Meistens empfiehlt sich sogar ein einteiliger Aufbau der Abkröpfung mit den betreffenden Längswänden. The one guide component is designed as a stationary housing guide typically in a drive housing. The second guide component is a support on an eccentric of a shaft. In fact, the support has at least two longitudinal walls, which are provided at a bend as a special eccentric or can be connected to the bend. In most cases, even a one-piece construction of the bend with the relevant longitudinal walls is recommended.

Als Folge hiervon kann das Riegelelement auch bei großen mechanischen Querbelastungen insgesamt nicht ausweichen oder sich gegenüber der solchermaßen speziell ausgebildeten Führung schrägstellen. Dadurch werden insgesamt große Kräfte aufgenommen, mit denen beispielsweise ein mit dem Ladestecker gekoppeltes Ladekabel beaufschlagt wird. Eine unbeabsichtigte Trennung zwischen Ladestecker und Ladesteckdose mit den zuvor bereits beschriebenen negativen Auswirkungen ist also erfindungsgemäß nahezu ausgeschlossen bzw. gegenüber dem Stand der Technik deutlich erschwert.As a consequence, the locking element can not escape altogether even with large mechanical transverse loads or can tilt in relation to the thus specially designed guide. As a result, large forces are taken in total, with which, for example, a charging cable coupled to the charging plug is acted upon. An inadvertent separation between the charging plug and the charging socket with the negative effects already described above is therefore virtually eliminated in accordance with the invention or made considerably more difficult in comparison with the prior art.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen, welche ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel darstellen, näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 die elektrische Anschlussvorrichtung in einer Übersicht,
  • 2A Detailausschnitte aus der 1, bis 2C
  • 3 einen Schnitt durch die Anschlussvorrichtung in der 1,
  • 4 eine perspektivische Detailansicht der Anschlussvorrichtung im Innern und
  • 5 eine andere Ansicht des Gegenstandes nach den 3 und 4.
In the following the invention will be explained in more detail with reference to drawings, which illustrate a preferred embodiment. Show it:
  • 1 the electrical connection device in an overview,
  • 2A Detail from the 1 until 2C
  • 3 a section through the connecting device in the 1 .
  • 4 a detailed perspective view of the connection device inside and
  • 5 another view of the subject after the 3 and 4 ,

In den Figuren ist eine elektrische Anschlussvorrichtung für insbesondere Elektro- oder Hybridkraftfahrzeuge dargestellt. In der Übersichtszeichnung nach den 2A bis 2C erkennt man von dem fraglichen Elektro- oder Hybridkraftfahrzeug lediglich ansatzweise eine Karosserie 1. Die Karosserie 1 ist mit einer Ausnehmung 2 ausgerüstet. In der Ausnehmung 2 findet sich eine Ladesteckdose 3. Die Ladesteckdose 3 kann elektrisch und lösbar verriegelnd mit einem Ladestecker 4 gekoppelt werden, welcher dazu in die Ausnehmung 2 in der Karosserie 1 eingeführt und elektrisch verbindend mit der Ladesteckdose 3 gekoppelt wird.In the figures, an electrical connection device for particular electric or hybrid motor vehicles is shown. In the overview drawing after the 2A to 2C one recognizes of the electric or hybrid motor vehicle in question only a bit of a body 1 , The body 1 is with a recess 2 equipped. In the recess 2 there is a charging socket 3 , The charging socket 3 can be electrically and releasably locking with a charging plug 4 coupled, which in addition to the recess 2 in the body 1 inserted and electrically connected to the charging socket 3 is coupled.

Zu diesem Zweck verfügt der Ladestecker 4 über in den 2A bis 2C lediglich angedeutete Steckkontakte 5, die in zugehörige Steckbuchsen 5' im Innern der Ladesteckdose 3 eingreifen. Selbstverständlich kann auch umgekehrt vorgegangen werden. In diesem Fall ist die Ladesteckdose 3 mit den Steckkontakten 5 ausgerüstet, die in zugehörige Steckbuchsen 5' des Ladesteckers 4 lösbar eingreifen, was jedoch nicht dargestellt ist.For this purpose, has the charging plug 4 over in the 2A to 2C only indicated plug contacts 5 which are in associated sockets 5 ' inside the charging socket 3 intervention. Of course, the reverse can also be done. In this case, the charging socket 3 with the plug contacts 5 equipped, in the corresponding sockets 5 ' of the charging plug 4 releasably intervene, which is not shown.

Um den Ladestecker 4 mit der Ladesteckdose 3 lösbar zu verriegeln, ist ein verfahrbares Riegelelement 6 vorgesehen. Bei dem verfahrbaren Riegelelement 6 handelt es sich im Ausführungsbeispiel um einen Verriegelungsstift oder Verriegelungsstößel, welcher aus Kunststoff gefertigt ist. In alternativen Ausführungen kann das Riegelelement 6 auch aus einem Metall gefertigt sein. Nach dem Ausführungsbeispiel formt das Riegelelement 6 zusammen mit einer nachfolgend noch zu beschreibenden Abstützung 15 insgesamt eine Baueinheit 6, 15 bzw. ist einstückig mit der Abstützung 15 ausgebildet. Bei der Baueinheit 6, 15 kann es sich vorteilhaft um ein Kunststoffspritzgussteil handeln.To the charging plug 4 with the charging socket 3 releasably lock, is a movable locking element 6 intended. In the movable locking element 6 In the exemplary embodiment, this is a locking pin or locking ram, which is made of plastic. In alternative embodiments, the locking element 6 also be made of a metal. According to the embodiment, the locking element forms 6 together with a support to be described below 15 Total one unit 6 . 15 or is integral with the support 15 educated. At the unit 6 . 15 it may be advantageous to a plastic injection molded part.

Das Riegelelement 6 greift zur lösbaren Verriegelung des Ladesteckers 4 gegenüber der Ladesteckdose 3 in eine zugehörige Ausnehmung 7 im Ladestecker 4 in eine weitere Ausnehmung 7' in der Ladesteckdose 3 ein.The locking element 6 accesses the releasable locking of the charging plug 4 opposite the charging socket 3 in an associated recess 7 in the charging plug 4 in a further recess 7 ' in the charging socket 3 one.

Das Riegelelement 6 lässt sich gegenüber der Ausnehmung 7 bzw. den beiden Ausnehmungen 7, 7' verfahren, um die Verriegelung zwischen dem Ladestecker 4 und der Ladesteckdose 3 herzustellen respektive aufzuheben. Hierzu korrespondieren Bewegungen des Riegelelementes 6 in seiner Längsrichtung, wie dies durch einen Doppelpfeil in der 1 angedeutet ist. Für die Stellbewegungen des Riegelelementes 6 sorgt nach dem Ausführungsbeispiel ein Antrieb. Die Längsrichtung des Riegelelements 6 verläuft senkrecht zu einer Ebene, in der Wellen 9, 10, 11 des Antriebs angeordnet sindThe locking element 6 can be opposite the recess 7 or the two recesses 7 . 7 ' Move to the latch between the charging plug 4 and the charging socket 3 manufacture respectively suspend. For this purpose correspond movements of the locking element 6 in its longitudinal direction, as indicated by a double arrow in the 1 is indicated. For the actuating movements of the locking element 6 provides a drive according to the embodiment. The longitudinal direction of the locking element 6 runs perpendicular to a plane in the waves 9 . 10 . 11 of the drive are arranged

Der Antrieb ist in einem eigenen Antriebsgehäuse 13 aufgenommen und von dem Antriebsgehäuse 13 insgesamt eingehaust. Eine zusätzliche außen am Antriebsgehäuse 13 vorgesehene Dichtung 12 sorgt dafür, dass das Riegelelement 6 bei seinen Stellbewegungen gegenüber dem Antriebsgehäuse 13 abgedichtet ist. Auf diese Weise lässt sich der Antrieb modular und unabhängig von der Ladesteckdose 3 im Innern der Karosserie 1 zusammen mit dem Antriebsgehäuse 13 an geeigneter Stelle platziert und einbauen. Da darüber hinaus das Riegelelement 6 im Antriebsgehäuse 13 gelagert ist, steht insgesamt eine einbaufertige Baugruppe bzw. ein Einbaumodul zur Verfügung. Selbstverständlich fallen unter die Erfindung auch Lösungen, bei welchen der Antrieb und die Ladesteckdose 3 in einem gemeinsamen Gehäuse aufgenommen werden, was jedoch nicht gezeigt ist. Der Antrieb umfasst einen Elektromotor 8, eine erste Welle 9, eine zweite Welle 10, eine dritte Welle 11 und einen Verriegelungshebel 119 an dem das Riegelelement 6 anliegt. Der Verriegelungshebel 119 wird über den Elektromotor 8 und die Wellen 9-11 in Bewegung versetzt, wodurch das Riegelelement 6 verfahren wird. Der Verriegelungshebel 19 wird dabei senkrecht zu einer Ebene, in der die Wellen 9-11 angeordnet sind, verfahren. Im Ausführungsbeispiel sind der Verriegelungshebel 119 und das Riegelelement 6 einstückig miteinander ausgeführt.The drive is in its own drive housing 13 taken up and from the drive housing 13 housed in total. An additional outside of the drive housing 13 provided seal 12 ensures that the locking element 6 in its positioning movements relative to the drive housing 13 is sealed. In this way, the drive can be modular and independent of the charging socket 3 inside the body 1 together with the drive housing 13 placed and installed at a suitable location. In addition, the locking element 6 in the drive housing 13 is stored, a total of one ready-to-assembly or a built-in module is available. Of course, fall under the invention also solutions in which the drive and the charging socket 3 be accommodated in a common housing, which is not shown. The drive includes an electric motor 8th , a first wave 9 , a second wave 10 , a third wave 11 and a locking lever 119 on which the locking element 6 is applied. Of the locking lever 119 is about the electric motor 8th and the waves 9 - 11 set in motion, causing the locking element 6 is moved. The locking lever 19 becomes perpendicular to a plane in which the waves 9 - 11 are arranged, proceed. In the embodiment, the locking lever 119 and the locking element 6 integral with each other.

Das Riegelelement 6 weist eine gestufte Gestaltung mit einem Vorsprung 127 auf, so dass das Riegelelement 6 eine erste, höher gelegene Auflagefläche 129 auf dem Vorsprung 127 und eine zweite, niedriger gelegene, Auflagefläche 128 aufweist. Die relativen Angaben „höher gelegen“ und „niedriger gelegen“ beziehen sich hierbei auf einen Abstand zu einem gehäuseseitigen Ende des Riegelelements 6. Mit Hilfe der zwei Auflageflächen 128, 129 kann erfasst werden, ob der Ladestecker 4 ausreichend tief in die Ladesteckdose 3 eingeführt worden ist. Hierbei wird ausgenutzt, dass das Riegelelement 6 im Normalbetrieb, d.h. bei ausreichend tiefer Einführung des Ladesteckers 4 in die Ladesteckdose 3, sowohl die Ausnehmung 7 des Ladesteckers 4 durchgreift als auch in die Ausnehmung 7' der Ladesteckdose eingreift, um zu verriegeln. Die Ausnehmungen 7, 7' sind dabei in Bezug auf ihre Größe und Ausrichtung zueinander so gewählt, das im Normalbetrieb das Riegelelement 6 durch die Ausnehmung 7 in dem Ladestecker 4 durchgeführt wird und mit dem Vorsprung 127 in die Ausnehmung 7' der Ladesteckdose 3 eingeführt wird, wogegen die zweite Auflagefläche 128 an einer Oberfläche des Ladesteckers 3 zu liegen kommt und die Bewegung des Riegelelements 6 dadurch abgestoppt wird. Zusätzlich wird überwacht, wie lange der Elektromotor 8 des Antriebs vor der Abstoppung des Riegelelements 6 betrieben wurde, beispielsweise über eine Überwachung einer Anzahl von Drehungen einer der Wellen 9-10 oder über einen Stromverbrauch des Elektromotors 8. Dadurch kann festgestellt werden, ob der Normalbetrieb vorliegt. Ist der Ladestecker 3 nicht ausreichend tief eingeführt, kommt bereits die erste Auflagefläche 129 an dem Vorsprung 127 auf dem Ladestecker 3 zu liegen und das Riegelelement 6 wird bereits vorher abgestoppt. Zusätzlich kann eine dritte Situation erkannt werden, nämlich wenn der Ladestecker 3 gebrochen ist und somit eine sichere Verriegelung auch bei ausreichend tiefer Einführung nicht gewährleistet ist. In diesem Fall lässt sich das Riegelelement 6 tiefer als im Normalbetrieb einführen.The locking element 6 has a stepped design with a projection 127 on, leaving the locking element 6 a first, higher lying contact surface 129 on the lead 127 and a second, lower, bearing surface 128 having. The relative terms "higher" and "lower" refer here to a distance to a housing-side end of the locking element 6 , With the help of two contact surfaces 128 . 129 can be detected, whether the charging plug 4 sufficiently deep into the charging socket 3 has been introduced. This exploits that the locking element 6 in normal operation, ie with sufficiently low introduction of the charging plug 4 in the charging socket 3 , both the recess 7 of the charging plug 4 passes through as well as into the recess 7 ' the charging socket intervenes to lock. The recesses 7 . 7 ' are chosen with respect to their size and orientation to each other so that in normal operation, the locking element 6 through the recess 7 in the charging plug 4 is performed and with the lead 127 into the recess 7 ' the charging socket 3 is introduced, whereas the second bearing surface 128 on a surface of the charging plug 3 comes to rest and the movement of the locking element 6 is stopped by it. In addition, it monitors how long the electric motor 8th the drive before stopping the locking element 6 has been operated, for example, by monitoring a number of rotations of one of the waves 9 - 10 or via a power consumption of the electric motor 8th , As a result, it can be determined whether the normal operation is present. Is the charging plug 3 not sufficiently deep introduced, already comes the first bearing surface 129 at the projection 127 on the charging plug 3 to lie and the locking element 6 is already stopped before. In addition, a third situation can be detected, namely when the charging plug 3 is broken and thus a secure locking is not guaranteed even with a sufficiently deep introduction. In this case, the locking element can be 6 lower than in normal operation.

Mit Hilfe des Antriebes vollführt das Riegelelement 6 Stellbewegungen gegenüber einer Führung 14, 15. Die Führung 14, 15 ist nach dem Ausführungsbeispiel zweiteilig ausgebildet und setzt sich im Wesentlichen aus einer ortsfesten Gehäuseführung 14 im Antriebsgehäuse 13 einerseits und einer bewegbaren Abstützung 15 andererseits als zwei Führungsbestandteile zusammen. Wie zuvor bereits erläutert, bilden die Abstützung 15 und das Riegelelement 6 eine Baueinheit 6, 15, was jedoch nicht zwingend ist.With the help of the drive performs the locking element 6 Stellbewegungen against a leadership 14 . 15 , The leadership 14 . 15 is formed in two parts according to the embodiment and consists essentially of a stationary housing guide 14 in the drive housing 13 on the one hand and a movable support 15 on the other hand, as two guiding components together. As previously explained, form the support 15 and the locking element 6 a structural unit 6 . 15 which is not mandatory.

Die Gehäuseführung 14 und auch das Riegelelement 6 können mit jeweils korrespondierenden Längsführungsmitteln ausgerüstet sein. Bei den Längsführungsmitteln des Riegelelementes 6 kann es sich um in Längsrichtung verlaufende Stege 15 oder auch eine in Längsrichtung verlaufende Nut handeln. Demgegenüber ist das Längsführungsmittel der Gehäuseführung 14 als korrespondierende und zu dem in Längsrichtung verlaufenden Stegen 15 des Riegelelementes 6 passende Nut oder Anschlag ausgeführt.The housing guide 14 and also the locking element 6 can be equipped with corresponding longitudinal guide means. In the longitudinal guide means of the locking element 6 it can be about longitudinally extending webs 15 or act a longitudinal groove. In contrast, the longitudinal guide means of the housing guide 14 as corresponding and to the longitudinally extending webs 15 of the locking element 6 matching groove or stop executed.

Die bewegbare Abstützung 15 ist im Ausführungsbeispiel mit dem Riegelelement 6 gekoppelt bzw. definiert die zuvor bereits angesprochene Baueinheit 6, 15. Das kommt insbesondere bei einem Vergleich der 4 und 5 zum Ausdruck. Zu diesem Zweck verfügt die dritte Welle 11 als Bestandteil des Antriebes über einen Exzenter bzw. Exzenterzapfen 17, der in eine Ausnehmung 16 am Riegelelement 6 eingreift, wie insbesondere die 5 zeigt.The movable support 15 is in the embodiment with the locking element 6 coupled or defines the previously mentioned assembly 6 . 15 , This comes in particular when comparing the 4 and 5 to expression. For this purpose has the third wave 11 as part of the drive via an eccentric or eccentric pin 17 which is in a recess 16 on the locking element 6 intervenes, in particular the 5 shows.

Das Riegelelement 6 stützt sich ausweislich der 4 und 5 radial an einer Abkröpfung bzw. dem Exzenterzapfen 17 als Bestandteil der dritten Welle 11 ab. Die radiale Abstützung ergibt sich aufgrund der Tatsache, dass das Riegelelement 6 radial gegenüber der fraglichen Abkröpfung bzw. dem Exzenterzapfen 17 der Welle 11 ausgerichtet ist und verläuft. Dadurch wird das Riegelelement 6 insgesamt in seiner in der 1 dargestellten Längsrichtung bewegt (vgl. dort den Doppelpfeil).The locking element 6 is supported by the 4 and 5 radially on a bend or the eccentric pin 17 as part of the third wave 11 from. The radial support is due to the fact that the locking element 6 radially opposite the bend in question or the eccentric pin 17 the wave 11 is aligned and runs. As a result, the locking element 6 in total in his in the 1 shown longitudinal direction moves (see there the double arrow).

Der Exzenterzapfen 17 greift in die Ausnehmung 16 am Riegelelement 6 ein, so dass als Folge hiervon bei einer Bewegung der dritten Welle 11 das Riegelelement 6 die durch den Doppelpfeil in der 1 angedeuteten Bewegungen in seiner Längsrichtung vollführt. Als Folge hiervon lässt sich durch den Antrieb das Riegelelement 6 so bewegen, dass es kopfseitig in die Ausnehmung 7 des Ladesteckers 4 und in die Ausnehmung 7' der Ladesteckdose 3 eintaucht, sobald der Ladestecker 4 elektrisch mit der Ladesteckdose 3 kontaktiert ist. Hierdurch kann beispielsweise ein Ladevorgang freigegeben werden. Außerdem erkennt man, dass sich eine Mittelachse der Abkröpfung bzw. des Exzenterzapfens 17 bei der Längsbewegung des Riegelelementes 6 an dem Riegelelement 6 abwälzt.The eccentric pin 17 reaches into the recess 16 on the locking element 6 a, so that as a result of a movement of the third wave 11 the locking element 6 by the double arrow in the 1 indicated movements in its longitudinal direction performs. As a result, the locking element can be driven by the drive 6 so move it head-side into the recess 7 of the charging plug 4 and in the recess 7 ' the charging socket 3 dips as soon as the charging plug 4 electrically with the charging socket 3 is contacted. As a result, for example, a load can be released. In addition, it can be seen that a central axis of the bend or the eccentric pin 17 during the longitudinal movement of the locking element 6 on the locking element 6 rolls.

Die Abstützung 15 am Riegelelement 6 weist ausweislich der 4 zwei Längswände bzw. Stege 15 auf, die insgesamt quer zur Axialrichtung der insbesondere in der 3 zu erkennenden Achse der Welle 11 orientiert sind. Vergleichbares erkennt man in der 4. Auf diese Weise kann das Regelelement 6 der Abkröpfung bzw. dem Exzenterzapfen 17 bei einer Rotation der dritten Welle 11 folgen und wird wunschgemäß bewegt.The support 15 on the locking element 6 has evidently the 4 two longitudinal walls or bars 15 on, the total transverse to the axial direction of the particular in the 3 to be recognized axis of the shaft 11 are oriented. Comparable one recognizes in the 4 , In this way, the rule element 6 the bend or the eccentric pin 17 during a rotation of the third wave 11 Follow and be moved as desired.

Der Antrieb setzt sich im Detail aus dem Elektromotor 8 zusammen, welcher über die erste Welle 9 und eine dortige Verzahnung 122 auf die zweite Welle 10 arbeitet und diese in Rotationen versetzt. Die Verzahnung 122 der ersten Welle 9 ist als Evoloid-Verzahnung ausgeführt Die zweite Welle 10 kämmt ihrerseits über eine Verzahnung 123 mit der dritten Welle 11. Auch die Verzahnung 123 der zweiten Welle 10 kann als Evoloid-Verzahnung ausgeführt sein. Die Evoloid-Verzahnung stellt eine hohe bis sehr hohe Übersetzung von beispielsweise 1:30, 1:80, 1:140 oder 1:320 bei relativ kompaktem Raumbedarf zur Verfügung. Die dritte Welle 11 trägt die Abkröpfung bzw. den Exzenterzapfen 17, an welchem sich das Riegelelement 6 bzw. die Ausnehmung 16 für den Exzenterzapfen 17 abstützt. Man erkennt, dass die jeweiligen Achsen der einzelnen Wellen 9, 10, 11 parallel zur Längserstreckung des Elektromotors 8 angeordnet sind und verlaufen, so dass der Antrieb insgesamt kompakt baut und in dem kleinvolumigen Antriebsgehäuse 13 Platz findet.The drive is made in detail by the electric motor 8th together, which over the first wave 9 and a gearing there 122 on the second wave 10 works and puts them into rotation. The gearing 122 the first wave 9 is designed as evoloid toothing The second wave 10 in turn meshes with a gearing 123 with the third wave 11 , Also the gearing 123 the second wave 10 can be designed as evoloid toothing. The Evoloid gearing provides a high to very high gear ratio of, for example, 1:30, 1:80, 1: 140 or 1: 320 in a relatively compact space requirement. The third wave 11 carries the bend or the eccentric pin 17 at which the locking element 6 or the recess 16 for the eccentric pin 17 supported. It can be seen that the respective axes of the individual waves 9 . 10 . 11 parallel to the longitudinal extent of the electric motor 8th are arranged and run, so that the drive builds compact overall and in the small-volume drive housing 13 Takes place.

Die dritte Welle 11 weist neben der ersten Verzahnung 124 eine zweite Verzahnung 125 auf, die an einem der ersten Verzahnung 124 gegenüberliegenden Ende der dritten Welle 11 angeordnet ist. Die zweite Verzahnung 125 dient zum Antrieb einer Schalterbetätigung 130, über die ein Mikroschalter betätigt wird. Mittels der Betätigung des Mikroschalters wird eine erfolgte Drehung der dritten Welle 11 erfasst. Der Mikroschalter erfasst hierüber, wie weit sich die dritte Welle 11 gedreht hat bzw. wie lange der Antrieb in Betrieb gewesen ist.The third wave 11 points next to the first toothing 124 a second gearing 125 on, on one of the first gearing 124 opposite end of the third shaft 11 is arranged. The second gearing 125 serves to drive a switch operation 130 , via which a microswitch is actuated. By means of the actuation of the microswitch, a rotation of the third shaft takes place 11 detected. The microswitch detects how far the third wave is 11 has rotated or how long the drive has been in operation.

Zusätzlich ist noch eine Notentriegelungseinrichtung 18 vorgesehen und von außerhalb der Karosserie 1 zugänglich, mit deren Hilfe das Riegelelement 6 von seiner in der 2C dargestellten verriegelten Position in die gegenüber der Ausnehmung 7 im Ladestecker 4 und auch gegenüber der Ausnehmung 7' in der Ladesteckdose 3 zurückgezogene Position entsprechend der Darstellung in der 2A notentriegelt werden kann. Das lässt sich manuell durch Beaufschlagung der Notentriegelungseinrichtung 18 seitens eines Bedieners bei einem Ausfall des Elektromotors 8 bewerkstelligen. Die dritte Welle 11 weist eine dritte Verzahnung 126 auf, die in dem Ausführungsbeispiel als einzelner Zahn ausgeführt ist. Bei der Notbetätigung wirkt die Notentriegelungseinrichtung 18 auf die dritte Verzahnung 126 ein, um die dritte Welle 11 und somit den gesamten Antrieb, zurückzustellen. Die Notentriegelungseinrichtung verfügt hierzu über eine Kurbel zur Betätigung.In addition, there is an emergency release device 18 provided and from outside the bodywork 1 accessible, with the help of the locking element 6 from his in the 2C illustrated locked position in the opposite to the recess 7 in the charging plug 4 and also opposite the recess 7 ' in the charging socket 3 retracted position as shown in the 2A can be unlocked. This can be done manually by applying the emergency release device 18 by an operator in the event of a failure of the electric motor 8th accomplish. The third wave 11 has a third toothing 126 on, which is executed in the embodiment as a single tooth. During emergency operation, the emergency release device acts 18 on the third gearing 126 one to the third wave 11 and thus the entire drive, reset. The emergency unlocking device has for this purpose a crank for actuation.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • WO 2010/149426 A1 [0004]WO 2010/149426 A1 [0004]

Claims (9)

Elektrische Anschlussvorrichtung für insbesondere Elektro- oder Hybridkraftfahrzeuge, mit einer Ladesteckdose (3) und einem Ladestecker (4), wobei der Ladestecker (4) in der Ladesteckdose (3) mit Hilfe eines verfahrbaren Riegelelementes (6) lösbar verankert ist, und wobei ein Antrieb das Riegelelement (6) zu Stellbewegungen gegenüber einer Führung (14, 15) beaufschlagt, dadurch gekennzeichnet, dass das Riegelelement (6) gehäuseseitig in einer bewegbaren Abstützung (15) des Antriebes als Bestandteil der Führung (14, 15) aufgenommen wird.Electrical connection device for in particular electric or hybrid motor vehicles, with a charging socket (3) and a charging plug (4), wherein the charging plug (4) in the charging socket (3) by means of a movable locking element (6) is releasably anchored, and wherein a drive the locking element (6) to adjusting movements against a guide (14, 15) acted upon, characterized in that the locking element (6) on the housing side in a movable support (15) of the drive as part of the guide (14, 15) is added. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung (14, 15) des Riegelelementes (6) im Wesentlichen zweiteilig mit der bewegbaren Abstützung (15) und einer ortsfesten Gehäuseführung (14) ausgebildet ist.Device after Claim 1 , characterized in that the guide (14, 15) of the locking element (6) substantially in two parts with the movable support (15) and a stationary housing guide (14) is formed. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Riegelelement (6) und die Gehäuseführung (14) mit korrespondierenden Längsführungsmitteln ausgerüstet sind.Device after Claim 2 , characterized in that the locking element (6) and the housing guide (14) are equipped with corresponding longitudinal guide means. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Längsführungsmitteln des Riegelelementes (6) um zumindest einen Steg oder eine Nut und bei den Längsführungsmitteln der Gehäuseführung (14) um eine korrespondierende Nut, eine Nase oder einen Anschlag handelt.Device after Claim 3 , characterized in that it is at the at least one web or a groove in the longitudinal guide means of the locking element (6) and at the longitudinal guide means of the housing guide (14) is a corresponding groove, a nose or a stop. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die bewegbare Abstützung (15) an einer Welle (11) des Antriebes vorgesehen ist.Device according to one of Claims 1 to 4 , characterized in that the movable support (15) on a shaft (11) of the drive is provided. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (11) einen die Abstützung (15) tragenden Exzenterzapfen (17) aufweist.Device after Claim 5 , characterized in that the shaft (11) has a support (15) supporting the eccentric pin (17). Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Riegelelement (6) gehäuseseitig radial an dem Exzenterzapfen (17) der Welle (11) abstützt.Device after Claim 6 , characterized in that the locking element (6) on the housing side radially on the eccentric pin (17) of the shaft (11) is supported. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützung (15) das Riegelelement (6) gehäuseseitig quer zur Radialrichtung sichert.Device according to one of Claims 1 to 7 , characterized in that the support (15) secures the locking element (6) on the housing side transversely to the radial direction. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Riegelelement (6) und die Abstützung (15) einstückig ausgebildet sind.Device according to one of Claims 1 to 8th , characterized in that the locking element (6) and the support (15) are integrally formed.
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