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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Positionieren eines Ladekabels für ein elektrisch betreibbares Fahrzeug. Die Vorrichtung umfasst das Ladekabel und einen Kabelkanal, in welchem das Ladekabel positionierbar ist. Des Weiteren umfasst die Vorrichtung eine Zahnstange, mit welcher das Ladekabel aus dem Kabelkanal heraus oder in den Kabelkanal hinein bewegbar ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Positionierung eines Ladekabels eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs.
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Aus der
DE 10 2014 211 576 A1 ist ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug mit einem elektrischen Energiespeicher bekannt. Das mit dem elektrischen Energiespeicher verbundene Ladekabel ist über mehrere Umlenkrollen im Kraftfahrzeug nach außen geführt. Mindestens eine Umlenkrolle ist verlagerbar, sodass die Länge aus dem Kraftfahrzeug herausragenden Abschnitts des Ladekabels variierbar ist. Die zumindest eine translatorisch verlagerbare Umlenkrolle weist umlaufend eine Verzahnung auf, die eine Zahnstange kämmt, sodass die Umlenkrolle über die Zahnstange translatorisch geführt ist. Die Führung der verlagerbare Umlenkrolle über die Verzahnung auf der Zahnstange stellt sich, dass die Umlenkrolle sich nicht verkanten kann.
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Die
DE 10 2012 023 332 A1 offenbart eine Ladekabel-Verstaueinrichtung für einen Kraftwagen. Die Ladekabel-Verstaueinrichtung weist im Bereich eines ersten Endes des von der Ladekabel-Verstaueinrichtung umfassten Bauraums zumindest eine erste um eine Achse drehbare Umlenkrolle auf, um die das Ladekabel in einem Bogen oder einer Schlinge geführt ist. An einem dem ersten Ende im Wesentlichen gegenüberliegenden Ende des von der Ladekabel-Verstaueinrichtung umfassten Bauraums ragt ein erstes Ende des Ladekabels heraus und ist mit einer Kupplungseinrichtung verbunden. Ein zweites Ende des Ladekabels ragt im Bereich des zweiten Endes des Bauraums für einen Anschluss an einem fahrzeugseitigen elektrischen Energiespeicher aus dem Bauraum hervor. Die Umlenkrolle ist innerhalb des von der Ladekabel-Verstaueinrichtung umfassten Bauraum derart beweglich gelagert, dass durch eine Zugkraft am ersten Ende des Ladekabels oder der damit verbundenen Kupplungseinrichtung das Ladekabel mit einer vorgebbaren Länge nach außerhalb der Ladekabel-Verstaueinrichtung herausführbar sowie die herausgeführte Länge des Ladekabels mittels einer Rückführeinrichtung mit einer Ladekabel-Verstaueinrichtung rückführbar ist.
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Dabei ergibt sich ein Nachteil, dass bei einem automatisierten Ladevorgang eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs ein dafür vorgesehenes Ladekabel nicht automatisch bereitgestellt und anschließend automatisch platzsparend im Fahrzeug verstaut werden kann.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, mit welchem ein Ladekabel platzsparend am Fahrzeugunterboden befestigt werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung und ein Verfahren gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Sinnvolle Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Ein Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Positionieren eines Ladekabels für ein elektrisch betreibbares Fahrzeug. Die Vorrichtung umfasst das Ladekabel und einen Kabelkanal, in welchem das Ladekabel positionierbar ist und eine Zahnstange, mit welcher das Ladekabel aus dem Kabelkanal heraus oder in den Kabelkanal hinein bewegbar ist. Mit einer Umlenkrolle, welche an der Zahnstange fest montiert ist, ist das Ladekabel wenigstens zum Teil in dem Kabelkanal führbar und mit einer Antriebseinheit zum Antreiben der Zahnstange, mit welcher das Ladekabel aus dem Kabelkanal heraus oder in den Kabelkanal hinein bewegt werden kann, wobei die Zahnstange mittels der Antriebseinheiten in eine erste Position oder in eine zweite Position positionierbar ist, wobei das Ladekabel in der ersten Position der Zahnstange aus dem Kabelkanal herausragt und in der zweiten Position der Zahnstange in den Kabelkanal gezogen ist. Durch die soeben geschilderte Vorrichtung kann insbesondere das Ladekabel an einem Fahrzeugunterboden beziehungsweise in der Unterbodenverkleidung platzsparend gelagert werden. Hierdurch kann deutlich Bauraum, insbesondere in Z-Richtung, gespart werden. Insbesondere ist dies bei Hybridfahrzeugen ein Vorteil, da sich die Öffnung für das Ladekabel meistens unter der Vorderachse befindet. Bei Hybridfahrzeugen befindet sich über der Vorderachse auch der konventionelle Antrieb, weshalb nur eine geringe Bauraumhöhe in z-Richtung für die Kabelaufbewahrung vorhanden ist. Durch diese Vorrichtung kann das Ladekabel platzsparend am Fahrzeugunterboden gelagert werden. Durch Positionierung des Ladekabels in dem Kabelkanal kann insbesondere das Problem des Verstauens, insbesondere des unflexiblen und dicken Ladekabels im Fahrzeugunterboden gelöst werden. Insbesondere kann der Kabelkanal ein schmaler Kanal der Kabelbreite und Kabellänge des Ladekabels angepasst und platzsparend am Fahrzeugunterboden montiert sein. Dadurch kann insbesondere das Ladekabel des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs sicher am Fahrzeug mitgenommen werden, ohne dass dieses einen erhöhten Verschleiß erfährt. Insbesondere erfolgt die Positionierung des Ladekabels mithilfe der Antriebseinheit automatisch, wodurch je nach Situation das Ladekabel automatisch in den Kabelkanal hinein oder heraus gezogen werden kann.
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Insbesondere kann die Umlenkrolle als fester Bestandteil der Zahnstange angesehen werden oder fest an der Zahnstange montiert werden. Insbesondere kann die Umlenkrolle an einem Ende der Zahnstange montiert sein. Das Ladekabel wird insbesondere um die Umlenkrolle herum führbar geführt, insbesondere kann das Ladekabel um die Umlenkrolle einmal gewickelt werden. Durch Bewegung der Zahnstange in die erste oder die zweite Position kann die Position des Ladekabels im Kabelkanal verändert werden. Insbesondere ist das Ladekabel in der ersten Position der Zahnstange weiter aus dem Kabelkanal herausragend als in dem hinein gezogenen Zustand des Ladekabels. Insbesondere erfolgt in der ersten Position der Zahnstange ein vollständig beziehungsweise maximal herausragendes Ladekabel aus dem Kabelkanal. Dadurch können insbesondere die maximale Länge des Ladekabels für insbesondere einen Ladevorgang des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs verwendet werden. In der zweiten Position der Zahnstange ist insbesondere das Ladekabel vollständig, insbesondere teilweise, in den Kabelkanal hinein gezogen. In der zweiten Position der Zahnstange soll insbesondere das Ladekabel so in den Kabelkanal hinein gezogen sein, dass das Ladekabel aus dem Kabelkanal herausragt. Dadurch ist insbesondere ein sicheres Verstauen des Ladekabels im Kabelkanal ermöglicht.
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Insbesondere wird die Vorrichtung für das automatisierte Laden von elektrisch betreibbaren Fahrzeugen und Hybridfahrzeugen verwendet. Bei einem solchen automatisierten Laden wird das Ladekabel vom Fahrzeugunterboden auf eine dafür vorgesehene Ladeplatte herabgelassen und anschließend wird magnetisch ein Steckkontakt zwischen dem Ladekabel und der Ladeplatte hergestellt. Insbesondere sollte das Ladekabel zum Laden einen hohen Kabelquerschnitt aufweisen, da die Leistungen eines Ladevorgangs hoch sind. Dadurch kann insbesondere das Ladekabel schlecht aufgerollt und verstaut werden. Mithilfe der Vorrichtung kann dieses Problem einfach gelöst werden, indem das Ladekabel durch Positionierung der Zahnstange in der zweiten Position in den Kabelkanal hinein gezogen ist. Insbesondere erfolgt dies automatisch mithilfe der Antriebseinheit.
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Insbesondere wird durch Positionierung der Zahnstange in der ersten oder in der zweiten Position das Ladekabel mithilfe der Umlenkrolle in den Kabelkanal hinein gezogen oder aus dem Kabelkanal hinaus gezogen. Insbesondere ist das Ladekabel in der zweiten Position der Zahnstange in dem Kabelkanal aufgespannt. Insbesondere erfolgt mithilfe der Antriebseinheit eine lineare Bewegung der Zahnstange. Mithilfe der Umlenkrolle ist insbesondere das Ladekabel in dem Kabelkanal fixiert gelagert.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Positionierung eines Ladekabels eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs, wobei das Ladekabel in einem ungenutzten Zustand in einem Kabelkanal positioniert wird. Eine Zahnstange wird in dem ungenutzten Zustand des Ladekabels in eine erste Position bewegt und das Ladekabel wird dadurch in den Kabelkanal gezogen, und das Ladekabel wird aus dem Kabelkanal heraus gezogen, wenn die Zahnstange in eine zweite Position bewegt wird. Durch Positionierung des Ladekabels des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs in dem Kabelkanal kann insbesondere das Ladekabel platzsparend und effizient am Fahrzeug, insbesondere an einem Fahrzeugunterboden, verstaut werden. Dadurch kann das Ladekabel problemlos im Fahrzeug mitgeführt und es kann ein Verschleiß des Kabelkanals minimiert werden. Mithilfe der Zahnstange kann das Ladekabel automatisch aus dem Kabelkanal heraus gezogen oder hinein gezogen werden. Insbesondere kann die Zahnstange mithilfe einer Antriebseinheit automatisch in die erste oder in die zweite Position positioniert werden.
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Beispielsweise kann für die Positionierung des Ladekabels des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs eine Vorrichtung verwendet werden. Die Vorrichtung kann beispielsweise den Kabelkanal, das Ladekabel, die Zahnstange und eine Antriebseinheit umfassen. Insbesondere wird das Ladekabel in der ersten Position vollständig in den Kabelkanal gezogen und in der zweiten Position wird das Ladekabel vollständig beziehungsweise maximal aus dem Kabelkanal heraus bewegt.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Dabei zeigen die nachfolgenden Figuren in:
- 1 eine Vorrichtung mit einem aus einem Kabelkanal herausragenden Ladekabel; und
- 2 eine Vorrichtung mit einem in einem Kabelkanal hineingezogenen Ladekabel.
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In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen.
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Die 1 zeigt eine Vorrichtung 1 zum Positionieren eines Ladekabels 2 für ein elektrisch betreibbares Fahrzeug 3. Die Vorrichtung 1 umfasst insbesondere das Ladekabel 2 und einen Kabelkanal 4, in welchem das Ladekabel 2 positioniert werden kann. Die Vorrichtung 1 umfasst des Weiteren eine Zahnstange 5, mit welcher das Ladekabel 2 aus dem Kabelkanal 4 heraus oder in den Kabelkanal 4 hinein bewegt werden kann. Die Zahnstange 5 ist insbesondere mit einer Umlenkrolle 6 ausgestattet. Die Umlenkrolle 6 kann insbesondere fester Bestandteil der Zahnstange 5 sein oder an der Zahnstange 5 fest montiert werden. Mithilfe der Umlenkrolle 6 kann das Ladekabel wenigstens zum Teil in den Kabelkanal 4 führbar bewegt werden.
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Die Vorrichtung 1 umfasst insbesondere eine Antriebseinheit 7, mit welcher die Zahnstange 5 bewegt werden kann. Mithilfe der Antriebseinheit 7 kann die Zahnstange 5 so umgelenkt werden, dass das Ladekabel 2 aus dem Kabelkanal 4 heraus oder in den Kabelkanal 4 hinein bewegt werden kann, wobei die Zahnstange 5 mittels der Antriebseinheit 7 in eine erste Position P1 oder in eine zweite Position P2 positioniert werden kann. Insbesondere kann das Ladekabel 2 in der ersten Position P1 der Zahnstange 5 aus dem Kabelkanal 4 herausragen und in der zweiten Position P2 der Zahnstange 5 in den Kabelkanal 4 hinein gezogen werden.
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In der 1 ist die Vorrichtung 1 mit der ersten Position P1 der Zahnstange 5 dargestellt. In der Position 1 der Zahnstange 5 befindet sich die Zahnstange 5 insbesondere in einem Gehäuse 8. In dem Gehäuse 8 kann insbesondere die Zahnstange 5 positioniert werden, insbesondere wird die Zahnstange 5 mithilfe der Antriebseinheit 7 in dem Gehäuse 8 positioniert. In der ersten Position P1 der Zahnstange 5 ist das Ladekabel 2 aus dem Kabelkanal 4 herausragend, insbesondere ist es maximal beziehungsweise vollständig aus dem Kabelkanal 4 herausragend.
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Insbesondere ist am Ende des Ladekabels 2 ein Ladestecker 9 ausgebildet. Der Ladestecker 9 ist insbesondere zum Anstecken des Ladekabels 2 an einer Ladeplatte 10 einer elektrischen Ladestation. Beispielsweise kann der Ladestecker 9 mithilfe einer magnetischen Befestigung an der Ladeplatte 10 befestigt werden, sodass eine elektrische Verbindung beziehungsweise ein elektrischer Steckkontakt gebildet ist. Dadurch kann insbesondere das elektrisch betreibbare Fahrzeug 3 mit elektrischer Energie versorgt werden.
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Beispielsweise kann der Kabelkanal 4 und das Gehäuse 8 parallel versetzt zueinander angeordnet werden. Insbesondere sind der Kabelkanal 4 und das Gehäuse 8 so angeordnet, dass bei Bewegen der Zahnstange 5 die Zahnstange 5 von dem Gehäuse 8 in den Kabelkanal 4 hineinbewegt werden kann. Die Zahnstange 5 kann insbesondere mit einem Zahnradgetriebe der Antriebseinheit 7 bewegt werden. Insbesondere greifen Zahnräder des Zahnradgetriebes in die Zahnstange 5 hinein, sodass die Zahnstange 5 bewegt werden kann.
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Insbesondere kann der Kabelkanal 4 mit einem Führungssystem 11 ausgestattet werden, mit welchem die Umlenkrolle 6 führbar bewegt werden kann. Das Führungssystem 11 kann insbesondere auf einer Unterseite des Kabelkanals 4 montiert werden. Insbesondere kann mithilfe des Führungssystems 11 ein Verkanten des Ladekabels 2 bei einer Bewegung des Ladekabels 2 durch die Zahnstange 5 verhindert werden.
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Insbesondere kann die Antriebseinheit 7 mit einer Steuereinheit 12 ausgebildet sein, wobei mit der Steuereinheit 12 die Zahnstange 5 abhängig von einem Fahrzeugzustand des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs 3 automatisch in die erste Position P1 oder in die zweite Position P2 positioniert werden kann. Insbesondere wird mit der Steuereinheit 12 eine kommunikationstechnische Verbindung zwischen der Antriebseinheit 7 und dem elektrisch betreibbaren Fahrzeug 3 hergestellt. Insbesondere kann bei einem elektrischen Ladevorgang des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs 3 ein Befehl an die Steuereinheit 12 gesendet werden, sodass das Ladekabel 2 automatisch aus dem Kabelkanal 4 heraus gezogen werden kann. Sobald sich das elektrisch betreibbare Fahrzeug 3 in einem Fahrbetrieb befindet, wird das Signal an die Steuereinheit 12 gesendet, sodass das Ladekabel 2 automatisch wieder in den Kabelkanal 4 hinein gezogen werden kann. Beispielsweise kann die Vorrichtung 1 mit einer Befestigungseinheit ausgebildet sein, um die Vorrichtung 1 an einem Fahrzeugunterboden des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs 3 zu befestigen.
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Die 2 zeigt die Vorrichtung 1 in einem Zustand der Zahnstange 5, welcher hier die Position P2 der Zahnstange 5 repräsentiert. Sobald beispielsweise der elektrische Ladevorgang des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs 3 an der Ladeplatte der elektrischen Ladestation abgeschlossen ist, wird die Zahnstange 5 mithilfe der Antriebseinheit 7 aus dem Gehäuse 8 bewegt, insbesondere erfolgt die Bewegung der Zahnstange 5 in der ersten Bewegungsrichtung B1, sodass das Ladekabel 2 in den Kabelkanal 4 hinein gezogen wird. Insbesondere wird mithilfe der Zahnstange 5 und der Umlenkrolle 6 das Ladekabel 2 vollständig in den Kabelkanal 4 hinein gezogen. Insbesondere kann zwischen dem Kabelkanal 4 und dem Gehäuse 8 ein Freiraum vorgesehen sein, in welchem in der zweiten Position die Zahnstange 5 der Ladestecker 9 ebenfalls platzsparend positioniert werden kann. Insbesondere wird die Zahnstange 5 mithilfe der Antriebseinheit 7 bei einem ungenutzten Zustand des Ladekabels 2 oder bei einer Bewegungsfahrt des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs 3 in die zweite Position P2 positioniert. Sobald ein elektrischer Ladevorgang durchgeführt werden soll, kann mithilfe der Steuereinheit 12 ein Befehl an die Antriebseinheit 7 gesendet werden, sodass die Zahnstange 5 automatisch wieder in die erste Position P1 bewegt wird. Insbesondere erfolgt die Bewegung der Zahnstange 5 in Richtung der zweiten Bewegungsrichtung B2, sodass das Ladekabel 2 wieder aus dem Kabelkanal 4 heraus gezogen werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Ladekabel
- 3
- elektrisch betreibbares Fahrzeug
- 4
- Kabelkanal
- 5
- Zahnstange
- 6
- Umlenkrolle
- 7
- Antriebseinheit
- 8
- Gehäuse
- 9
- Ladestecker
- 10
- Ladeplatte
- 11
- Führungssystem
- 12
- Steuereinheit
- B1, B2
- erste und zweite Bewegungsrichtung
- P1, P2
- erste und zweite Position
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014211576 A1 [0002]
- DE 102012023332 A1 [0003]
