DE102017210353A1 - Ladekabelvorrichtung - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Ladekabelvorrichtung (10) mit einem längenveränderlichen Ladekabel (12) und mindestens einer längsendseitig angeordneten Kontaktiervorrichtung (14), wobei das Ladekabel (12) mindestens eine erste Isolationsschicht (I1), sowie mindestens einen ersten elektrischen Leiter (EL1) umfasst, wobei das Ladekabel (12) konzentrisch aufgebaut ist und zumindest die erste Isolationsschicht (I1) und der zumindest eine elektrische Leiter (EL1) längenveränderlich ausgebildet sind. Der zumindest eine erste elektrische Leiter (EL1) ist derart aus Drahtgeflecht (28) mit gekreuzten, gegeneinander beweglichen Drahtfasern (30) gebildet, dass das Drahtgeflecht (28) in der Länge variierbar ist
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ladekabelvorrichtung mit einem längenveränderlichen Ladekabel mit mindestens einer längsendseitig angeordneten Kontaktiervorrichtung, wobei das Ladekabel mindestens eine erste Isolationsschicht und mindestens einen ersten elektrischen Leiter umfasst, wobei das Ladekabel konzentrisch aufgebaut ist und zumindest die erste Isolationsschicht und der zumindest eine elektrische Leiter längenveränderlich ausgebildet sind.
- Die vorliegende Erfindung befasst sich mit der Problematik, dass Ladekabel zum Laden elektrifizierter Fahrzeuge, beispielsweise Plug-In-Hybrid, Vollhybrid und dergleichen, üblicherweise eine definierte, feste Länge aufweisen. Dadurch sind sie zum einen unhandlich, und liegen zum anderen beim Laden auf dem Boden auf. Dadurch können die Ladekabel staubig, schmutzig und feucht oder voll Schneematsch und dergleichen werden. Dies ist benutzerunfreundlich, da die Kabel dann vor dem Verstauen gereinigt werden müssen. Üblicherweise müssen derartige die Kabel nach dem Ladevorgang wieder in eine verstaubare Form gebracht werden, beispielsweise durch Aufnehmen in Schlingen. Dies ist zeitaufwändig und erfordert, um ein brauchbares Ergebnis zu erzeugen, eine gewisse Übung.
- In diesem Zusammenhang ist aus der
DE 10 2011 109 414 A1 ein Ladekabel mit einer seilartigen Seele und einem diese Seele spiralförmig umgebenden elektrischen Leiter bekannt. Die Seele ist einenends mit einer Wickelvorrichtung und anderenends mit einem Kontaktelement verbunden. Auf diese Weise wird das Fahrzeug-Ladekabel aufgewickelt in einer Rohrhülse gelagert und bei Bedarf auf eine gewünschte Länge aus der Hülse herausgezogen. Nach einer Nutzung wird das Kabel wieder aufgewickelt. - Aus der
WO 2016/093717 A1 - Aus der
KR 20160002929 U - Schließlich ist aus der
DE 10 2011 103 866 A1 ein Stromkabel für ein Fahrzeug bekannt, welches mehrere Adern umfasst. Dabei sind die Adern in einem Längenabschnitt des Stromkabels derart zueinander frei beweglich angeordnet, dass eine Länge des Längenabschnitts einstellbar ist. Das Stromkabel weist an dem Längenabschnitt eine äußere Ummantelung auf, deren Länge in Längsrichtung des Stromkabels veränderbar ist. In dem Längenabschnitt bilden die Adern im kontrahierten Zustand Schlaufen. Um die Schlaufenbildung zu ermöglichen, muss in dem Kabel Raum vorgesehen werden, sodass das Kabel unhandlich wird, da sich der Durchmesser des Kabels im gestauchten und gestreckten Zustand nicht ändert. Überdies ist eine reversible Schlaufenbildung nur bei Adern mit einem vergleichsweise geringen Durchmesser möglich. Auf diese Weise ist die mit einem derartigen Kabel übertragbare Leistung deutlich eingeschränkt. - Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, eine eingangs genannte Ladekabelvorrichtung derart weiterzubilden, dass diese zum einen benutzerfreundlich ausgebildet ist, zum anderen die Übertragung von möglichst großen Leistungen ermöglicht, um die Ladezeit möglichst kurz zu gestalten.
- Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Ladekabelvorrichtung mit den Merkmalen von Patentanspruch 1.
- Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass sich ein besonders handliches, längenveränderliches Ladekabel ergibt, wenn der zumindest eine erste elektrische Leiter derart aus Drahtgeflecht mit gekreuzten, gegeneinander beweglichen Drahtfasern gebildet ist, dass das Drahtgeflecht in der Länge variierbar ist. Durch ein derartiges Drahtgeflecht kann der Innenraum des Ladekabels deutlich besser ausgenutzt werden als bei der oben erwähnten Schleifenvariante. Insofern können deutlich höhere Leistungsdichten übertragen werden. Da ein derartiges Drahtgeflecht ähnlich einem Scherenzaun aufgebaut ist, können die leitfähigen Drahtfasern sehr viel dichter gepackt werden als im Stand der Technik. Dadurch lässt sich ein besonders benutzerfreundliches Ladekabel bereitstellen, das dennoch äußerst kurze Ladezeiten ermöglicht.
- Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die erste Isolationsschicht als äußere Isolationsschicht angeordnet, wobei das Ladekabel weiterhin eine zweite innere Isolationsschicht umfasst, wobei der erste elektrische Leiter zwischen der äußeren und der inneren Isolationsschicht angeordnet ist, und wobei das Ladekabel weiterhin einen zweiten elektrischen Leiter umfasst, wobei der zweite elektrische Leiter innerhalb der inneren Isolationsschicht angeordnet ist. Auf diese Weise kann das Ladekabel zwei unterschiedliche, voneinander isolierte, elektrische Potentiale leiten. Dieses System kann entsprechend für die Übertragung weiterer elektrischer Potentiale oder elektrischer Signale genutzt werden, beispielsweise zur Übertragung von drei oder vier oder fünf oder noch mehr elektrischen Potentialen.
- Bevorzugt umfassen der erste und der zweite elektrische Leiter mindestens ein Vorspannelement, insbesondere ein Federdrahtelement oder ein Formgedächtniselement, das ausgebildet ist, das jeweilige Drahtgeflecht in einer gestauchten Lage vorzuspannen. In beiden Fällen wird einerseits die Länge des Ladekabels immer in der kürzesten benötigten Länge gehalten, andererseits kann das Vorspannelement, insbesondere das Federdrahtelement und/oder das Formgedächtniselement, in das Drahtgeflecht integriert sein und ebenfalls zur Übertragung von elektrischer Leistung genutzt werden.
- Bevorzugt umfassen die erste und/oder die zweite Isolationsschicht eine Vielzahl von sich zumindest teilweise überlappenden Hülsen, die in einer gestauchten Lage vorgespannt sind. Durch diese Maßnahme können sich die Isolationsschichten entsprechend der Längenänderung der elektrischen Leiter ebenfalls ändern. Dabei braucht keine oder nur eine der Isolationsschichten in der gestauchten Lage vorgespannt zu sein; die Hülsen der mindestens einen Isolationsschicht werden durch die Vorspannung der elektrischen Leiter ebenfalls in der gestauchten Lage vorgespannt. Dadurch lassen sich Kosten und Gewicht einsparen.
- Alternativ kann die erste und/oder die zweite Isolationsschicht eine vielfach gefaltete Hülse umfassen, die in einer gestauchten Lage vorgespannt ist. Auch hier kann die Vorspannung der elektrischen Leiter genutzt werden.
- Auch auf diese Weise können die Isolationsschichten ihre Länge entsprechend einer Längenvariation des mindestens einen elektrischen Leiters ändern. Eine gefaltete Hülse bildet gegenüber den teilweise überlappenden Hülsen den Vorteil, dass der mechanische Aufwand geringer und damit die Haltbarkeit größer ist.
- Eine besonders bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass zumindest die erste Isolationsschicht aus einem Kunststoff gebildet ist, der eine Dehnungsfähigkeit zumindest in Längsrichtung des Ladekabels entsprechend einer Längenvariabilität des mindestens einen ersten elektrischen Leiters aufweist. Durch diese Maßnahme lässt sich der Querschnitt des Ladekabels in jedem Zustand, d.h. gestaucht oder gestreckt, minimal halten, wodurch die Handlichkeit und Bedienerfreundlichkeit maximiert sind. Kunststoffe, die eine beachtliche Dehnbarkeit bei gleichzeitiger Robustheit bereitstellen, sind insbesondere Polyamide (PA), Polyoxymethylen (POM) und Polypropylen (PP).
- Mit anderen Worten kann bei einer bevorzugten Weiterbildung an dem der Kontaktiervorrichtung gegenüberliegenden Ende des Ladekabels eine Druckluftquelle an das Ladekabel angeschlossen werden, um durch Druckbeaufschlagung die Länge des Ladekabels einzustellen und zu halten. In diesem Zusammenhang ist es besonders bevorzugt, dass die Druckkammer durcheine Isolationsschicht, insbesondere eine einen Hohlraum bildende, innere Isolationsschicht, gebildet ist. Durch diese Maßnahme kann eine Isolationsschicht zwei Funktionen übernehmen, nämlich zum einen die der Isolation und zum anderen die der Druckkammer. Dadurch lässt sich der Querschnitt eines derartigen Ladekabels besonders niedrig halten.
- Besonders bevorzugt umfasst die Kontaktiervorrichtung ein Bedienelement, das zur Druckbeaufschlagung der Druckkammer mit dem Druckluftanschluss gekoppelt ist. Auf diese Weise lässt sich von einer Bedienperson beim Koppeln des Fahrzeugs mit der Ladestation die Länge des Ladekabels sukzessive variieren und optimal einstellen. Damit wird sicher verhindert, dass das Ladekabel den Boden berührt. Das Bedienelement kann mindestens zwei Stellungen aufweisen oder es kann ein weiteres Bedienelement vorgesehen sein, um den Druck aus der Druckkammer abzulassen, um eine Überführung des Ladekabels in den gestauchten Zustand zu ermöglichen.
- Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
- Im Nachfolgenden werden nunmehr Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Diese zeigen in:
-
1 eine schematische perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Ladekabelvorrichtung; -
2 eine Detailansicht eines als elektrischer Leiter einer erfindungsgemäßen Ladekabelvorrichtung verwendeten Drahtgeflechts im gestauchten (2a) sowie im gestreckten Zustand (2b) ; -
3 einen Querschnitt durch eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ladekabelvorrichtung; und -
4 in schematischer Darstellung Ausführungsbeispiele von Isolationsschichten zur Verwendung in einer erfindungsgemäßen Ladekabelvorrichtung. -
1 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Ladekabelvorrichtung10 . Diese umfasst ein Ladekabel12 sowie eine Kontaktiervorrichtung14 an einem Ende des Ladekabels12 sowie eine Anschlussvorrichtung16 am anderen Ende des Ladekabels12 . Die Kontaktiervorrichtung14 umfasst im Ausführungsbeispiel zwei elektrische Anschlüsse18a ,18b sowie ein Bedienelement20 . Die Anschlussvorrichtung16 umfasst ebenfalls zwei elektrische Anschlüsse22a ,22b , die mit den Anschlüssen18a bzw.18b gekoppelt sind. Ein erster elektrischer LeiterEL1 , siehe3 , ist zwischen den Anschlüssen22a und18a , ein zweiter elektrischer LeiterEL2 zwischen den Anschlüssen22b und18b gekoppelt. Sie umfasst weiterhin einen Anschluss24 für eine Steuerleitung, die mit dem Bedienelement20 gekoppelt ist. Schließlich umfasst sie einen Druckluftanschluss26 , um eine in dem Ladekabel12 vorgesehene Druckkammer mit Druckluft zu befüllen. - Die Anschlüsse
18a ,22a stellen den Pluspol dar, die Anschlüsse18b ,22b den Minuspol. -
2 zeigt in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel für die beiden elektrischen LeiterEL1 ,EL2 , die in dem Ladekabel12 angeordnet sind. Der erste und der zweite elektrische Leiter sind aus einem Drahtgeflecht28 mit gekreuzten, gegeneinander beweglichen Drahtfasern30 gebildet.2 zeigt Seitenansichten auf das Drahtgeflecht28 . Im Querschnitt bildet das Drahtgeflecht28 einen kreisrunden Ring. Wie deutlich zu erkennen ist, weist das Drahtgeflecht28 in2a einen Durchmesser d1 auf und befindet sich im gestauchten Zustand. Im gestreckten Zustand, siehe2b , weist das Drahtgeflecht28 einen Durchmesser d2 auf, wobei d2 kleiner d1 ist. Umgekehrt zu den Durchmessern verhalten sich die Längen des jeweiligen Abschnitts des Drahtgeflechts28 . Während die Länge im gestauchten Zustand, siehe2a ,I1 beträgt, beträgt die Länge im gestreckten Zustand, siehe2b ,I2 , wobeiI2 größerI1 ist. - Das Drahtgeflecht
28 verhält sich demnach ähnlich einem Scherenzaun, bei dem ebenfalls die Länge variiert werden kann und sich die Höhe umgekehrt proportional zur Länge ändert. Auf diese Weise wird eine Längenvariation der elektrischen LeiterEL1 ,EL2 des Ladekabels12 ermöglicht. - Der jeweilige elektrische Leiter
EL1 ,EL2 kann ein Formgedächtniselement oder ein Federdrahtelement31 umfassen, das ausgebildet ist, das jeweilige Drahtgeflecht28 in einer gestauchten Lage vorzuspannen. -
3 zeigt einen Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines Ladekabels12 . Wie zu erkennen ist, ist das Ladekabel12 konzentrisch aufgebaut. Die äußerste Schicht bildet die IsolationsschichtI1 . Nach innen schließen sich zunächst der erste elektrische LeiterEL1 , dann eine zweite IsolationsschichtI2 und schließlich der zweite elektrische LeiterEL2 an. Innerhalb des elektrischen LeitersEL2 ist eine Druckkammer32 ausgebildet, die innerhalb des Ladekabels12 abgedichtet ist durch die innere IsolationsschichtI2 . - Die Isolationsschichten
I1 ,I2 sind in dem Ausführungsbeispiel von3 aus einem Kunststoff gebildet, der eine Dehnungsfähigkeit zumindest in Längsrichtung des Ladekabels12 entsprechend einer Längenvariabilität der elektrischen LeiterEL1 ,EL2 aufweist. -
4 zeigt weitere Ausführungsbeispiele zur Realisierung der Längenvariabilität der IsolationsschichtenI1 und/oderI2 . Gemäß4a weist die erste und/oder die zweite IsolationsschichtI1 ,I2 eine Vielzahl von sich zumindest teilweise überlappenden Hülsen34 ,36 auf, die gegebenenfalls in einer gestauchten Lage mittels entsprechender, nicht dargestellter Federelemente vorgespannt sind. Gemäß4b umfasst die erste und/oder die zweite IsolationsschichtI1 ,I2 eine vielfach gefaltete Hülse38 , die in einer gestauchten Lage vorgespannt sein kann. - Beim Benutzen der Ladekabelvorrichtung
10 durch eine Bedienperson wird zunächst die Anschlussvorrichtung16 mit einer Ladestation gekoppelt. Dabei wird der Anschluss22a mit einem Pluspol, der Anschluss22b mit einem Minuspol einer Spannungsquelle gekoppelt. Der Anschluss26 wird mit einem Druckluftanschluss gekoppelt und der Anschluss24 mit einem Steueranschluss für die Druckluftquelle. - Wenn nunmehr die Bedienperson die Kontaktiervorrichtung
14 in die Hand nimmt und sich damit zum Laden des Kraftfahrzeugs auf das Kraftfahrzeug zu bewegt, kann sie das Bedienelement20 bedienen. Dadurch wird Druckluft über den Druckluftanschluss26 in die Druckkammer32 des Ladekabels12 eingeführt, was dazu führt, dass sich die Länge des Ladekabels12 vergrößert. Die Bedienperson beaufschlagt das Ladekabel12 so lange mit Druck, bis die Länge des Ladekabels12 eine Kontaktierung der Anschlüsse18a ,18b mit den entsprechenden Anschlüssen am Kraftfahrzeug erlaubt. Nach dem Laden des Kraftfahrzeugs bewegt die Bedienperson das Bedienelement20 in die entgegengesetzte Richtung als zuvor bei der Druckbeaufschlagung des Ladekabels und erlaubt dadurch eine Abführung von Druckluft aus der Druckkammer32 der Ladekabels12 . Auf diese Weise wird das Ladekabel12 in den gestauchten Zustand, d.h. den Ruhezustand, übergeführt. - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011109414 A1 [0003]
- WO 2016/093717 A1 [0004]
- KR 20160002929 U [0005]
- DE 102011103866 A1 [0006]
Claims (10)
- Ladekabelvorrichtung (10) mit einem längenveränderlichen Ladekabel (12) und mindestens einer längsendseitig angeordneten Kontaktiervorrichtung (14), wobei das Ladekabel (12) umfasst: - mindestens eine erste Isolationsschicht (I1), - mindestens einen ersten elektrischen Leiter (EL1), wobei das Ladekabel (12) konzentrisch aufgebaut ist, wobei zumindest die erste Isolationsschicht (I1) und der zumindest eine elektrische Leiter (EL1) längenveränderlich ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine erste elektrische Leiter (EL1) derart aus Drahtgeflecht (28) mit gekreuzten, gegeneinander beweglichen Drahtfasern (30) gebildet ist, dass das Drahtgeflecht (28) in der Länge variierbar ist.
- Ladekabelvorrichtung (10) nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste Isolationsschicht (I1) als äußere Isolationsschicht angeordnet ist, wobei das Ladekabel (12) weiterhin eine zweite innere Isolationsschicht (I2) umfasst, wobei der erste elektrische Leiter (EL1) zwischen der äußeren (I1) und der inneren Isolationsschicht (I2) angeordnet ist, und wobei das Ladekabel (12) weiterhin einen zweiten elektrischen Leiter (EL2) umfasst, wobei der zweite elektrische Leiter (EL2) innerhalb der inneren Isolationsschicht (I2) angeordnet ist. - Ladekabelvorrichtung (10) nach
Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder der zweite elektrische Leiter (EL1, EL2) mindestens ein Federdrahtelement (31) umfassen, das ausgebildet ist, das jeweilige Drahtgeflecht (28) in einer gestauchten Lage vorzuspannen. - Ladekabelvorrichtung (10) nach
Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder der zweite elektrische Leiter (EL1, EL2) mindestens ein Formgedächtniselement umfassen, das ausgebildet ist, das jeweilige Drahtgeflecht (28) in einer gestauchten Lage vorzuspannen. - Ladekabelvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder die zweite Isolationsschicht (I1, I2) eine Vielzahl von sich zumindest teilweise überlappenden Hülsen (34, 36) umfassen, die in einer gestauchten Lage vorgespannt sind.
- Ladekabelvorrichtung (10) nach einem der
Ansprüche 1 bis4 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder die zweite Isolationsschicht (I1, I2) eine vielfach gefaltete Hülse (38) umfassen, die in einer gestauchten Lage vorgespannt ist. - Ladekabelvorrichtung (10) nach einem der
Ansprüche 1 bis4 , dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die erste Isolationsschicht (I1) aus einem Kunststoff gebildet ist, der eine Dehnungsfähigkeit zumindest in Längsrichtung des Ladekabels (12) entsprechend einer Längenvariabilität des mindestens einen ersten elektrischen Leiters (EL1) aufweist. - Ladekabelvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ladekabel (12) eine Druckkammer (32) aufweist, wobei eine Längsendseite des Ladekabels (12), die nicht die längsendseitig angeordnete Kontaktiervorrichtung (14) aufweist, einen Druckluftanschluss (26) aufweist.
- Ladekabelvorrichtung (10) nach
Anspruch 8 , dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkammer (32) durch eine Isolationsschicht, insbesondere eine einen Hohlraum bildende innere Isolationsschicht (I2), gebildet ist. - Ladekabelvorrichtung (10) nach einem der
Ansprüche 8 oder9 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktiervorrichtung (14) ein Bedienelement (20) umfasst, das zur Druckbeaufschlagung der Druckkammer (32) mit dem Druckluftanschluss (26) gekoppelt ist.
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