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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Lagern einer Ladeklappe eines Elektrofahrzeugs, wobei die Ladeklappe über mindestens ein Viergelenkscharnier gelagert ist und zwischen einer Schließstellung und mindestens einer Offenstellung verstellbar ist.
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Eine solche Ladeklappe findet insbesondere im Zusammenhang mit einer Ladedose eines Elektrofahrzeugs Verwendung. Die Ladedose weist eine mittels der Ladeklappe verschließbare Ladeschale und eine in der Ladeschale angeordnete Ladebuchse zum Verbinden mit einem Ladestecker eines Ladekabels auf. Die Ladeschale ist beispielsweise in einem seitlichen Bereich einer Karosserie des Elektrofahrzeugs angeordnet oder aber im Bereich einer Front des Elektrofahrzeugs.
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Bei einem Ladevorgang eines Elektrofahrzeugs ist es erforderlich, eine mit der Ladeklappe verschließbare Ladeöffnung über einen längeren Zeitraum offen zu halten. Dies deshalb, weil der Ladestecker des mit einer Ladestation verbundenen Ladekabels während des Ladevorgangs mit der Ladebuchse verbunden ist. Der Ladevorgang kann dabei unter Umständen im Freien stattfinden. Hierdurch erfolgt das Laden durchaus bei extremen Witterungsbedingungen. Somit kann dann, wenn die geöffnete Ladeklappe die Ladeöffnung während des Ladens nicht hinreichend abdeckt, Regen, Schnee oder Eis, ferner Schmutz in die Ladeschale gelangen. Dies ist nicht nur nachteilig unter dem Aspekt der Bedienbarkeit des Ladesteckers, zwecks Lösen der Verbindung von Ladestecker und Ladebuchse, sondern auch unter dem Aspekt des erschwerten, unter Umständen nicht möglichen Schließens der Ladeklappe.
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Beim Laden des Fahrzeugs ist sicherzustellen, dass die in der Offenstellung befindliche Ladeklappe einen ausreichend großen Raum zum Einstecken des Ladesteckers in die Ladebuchse freigibt. Eine weit geöffnete Ladeklappe gibt den Bereich des Ladesteckers weitreichend frei, allerdings ist dann dieser Ladebereich des Elektrofahrzeugs Regen, Schnee und ggf. Eisbildung, ferner einer Verschmutzung weitreichend ungeschützt ausgesetzt-ist.
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Eine Einrichtung zum Lagern einer Ladeklappe eines Elektrofahrzeugs, die die Merkmale der eingangs genannten Art aufweist, ist aus der
DE 20 2016 105 735 U1 bekannt. Dabei erfolgt die Lagerung der Ladeklappe auf abgewandten Seiten über jeweils ein Viergelenkscharnier. Das jeweilige Viergelenkscharnier ist durch zwei Hebel gebildet, wobei die beiden Hebel im Bereich des jeweiligen einen Endes schwenkbar mit der Ladeklappe und im Bereich des jeweiligen anderen Endes schwenkbar in einem ortsfesten Teil des Elektrofahrzeugs gelagert sind. Bei diesem handelt es sich um eine Lademulde des Fahrzeugs. Die Ausbildung der Lagerung der Ladeklappe über die beiden Viergelenkscharniere ermöglicht es, die Ladeklappe von deren Schließstellung in eine Öffnungsstellung zu bewegen, in der diese neben der Lademulde angeordnet ist, diese somit vollständig freigibt und demzufolge ein ungehindertes Einstecken des Ladesteckers in die Ladebuchse ermöglicht bzw. ein einfaches Entfernen des Ladesteckers aus der Ladebuchse ermöglicht.
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In der
EP 2 864 145 B1 ist eine Einrichtung, die-die Merkmale des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 aufweist, beschrieben. Diese Einrichtung ist in eine Front eines Elektrofahrzeugs integriert.
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Aus der
US 9 662 990 B2 ist eine Einrichtung zum Lagern einer Ladeklappe eines Elektrofahrzeugs bekannt. Die Ladeklappe ist im Bereich abgewandter Seiten gelagert. Auf jeder Seite ist ein Hebel schwenkbar mit der Ladeklappe und einem ortsfesten Teil des Elektrofahrzeugs verbunden. Auf der jeweiligen Seite ist ein zweiter Hebel vorgesehen, der schwenkbar in dem ortsfesten Teil des Elektrofahrzeugs gelagert ist, und schwenkbar, aber verschieblich in der Ladeklappe. Dieser Hebel ist schwenkbar mit einem weiteren Hebel verbunden, der in der Ladeklappe gelagert ist. Diese Kinematik ermöglicht nicht nur ein Schwenken der Ladeklappe innerhalb des Viergelenks, sondern auch eine Verschiebung der Ladeklappe bezüglich des Viergelenks. Damit lässt sich die Ladeklappe in eine teilweise Offenstellung bzw. Zwischenstellung zwischen der Schließstellung und der vollständig geöffneten Offenstellung zurückschieben und deckt in der Zwischenstellung die Ladeöffnung stärker ab.
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Aus der
DE 10 2016 223 010 A1 ist eine Verschlusseinrichtung zum Verdecken und Freigeben einer Ladeschnittstelle eines Kraftfahrzeugs bekannt, wobei die Verschlusseinrichtung ein gegenüber der Ladeschnittstelle verschwenkbares Deckelelement umfasst, welches zwischen einer Schließstellung und einer Offenstellung verstellbar ist.
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Eine Einrichtung zum Lagern einer Ladeklappe eines Elektrofahrzeugs, die die Merkmale des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 aufweist, ist aus der gattungsbildenden
DE 10 2017 222 061 A1 bekannt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Einrichtung, die die Merkmale des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 aufweist, derart weiterzubilden, dass deren Funktionalität verbessert ist.
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Gelöst wird die Aufgabe durch eine Einrichtung, die die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist.
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Bei der Einrichtung zum Lagern der Ladeklappe des Elektrofahrzeugs, wobei die Ladeklappe über mindestens ein Viergelenkscharnier gelagert ist und zwischen der Schließstellung und mindestens einer Offenstellung verstellbar ist, ist somit vorgesehen, dass das Viergelenkscharnier schwenkbar in einem Trägerteil gelagert ist und die Ladeklappe um eine parallel zu Schwenkachsen des Viergelenkscharniers angeordnete Lagerachse im Trägerteil gelagert ist.
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Bei der Einrichtung ist somit die Ladeklappe nicht unmittelbar in dem mindestens einen Viergelenkscharnier gelagert, sondern es ist zusätzlich das Trägerteil vorgesehen, das im Viergelenkscharnier gelagert ist. Das Viergelenkscharnier nimmt die Ladeklappe auf, wobei diese schwenkbar im Trägerteil gelagert ist.
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Die Ausbildung der Einrichtung ermöglicht es somit, in herkömmlicher Art und Weise, die Ladeklappe von deren Schließstellung in deren vollständig geöffnete Offenstellung zu schwenken, in der diese die Ladebuchse des Elektrofahrzeugs freigibt, zum ungehinderten Einstecken des Ladesteckers in die Ladebuchse. Ferner kann die Ladeklappe in eine teilweise Offenstellung bzw. Zwischenstellung überführt werden, nämlich in eine teilweise aus der vollständigen Offenstellung zurückgeschwenkte Stellung, in der dann die Ladeklappe bezüglich des Trägerteils ausgeschwenkt ist und in dieser Position in Art eines Daches den Ladestecker und die Lademulde bzw. die Ladedose abdeckt. Hierdurch ist ein Eindringen von Wasser, Schnee, Eis oder Schmutz in den Bereich von Ladestecker bzw. Lademulde erschwert.
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Vorzugsweise ist das Trägerteil auf abgewandten Seiten mit zwei Viergelenkscharnieren gelenkig verbunden. Hierdurch ist eine besonders präzise Lagerung des Trägerteils bei relativ geringer Dimensionierung der beiden Viergelenkscharniere gewährleistet.
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Das jeweilige Viergelenkscharnier weist insbesondere zwei Hebel auf, wobei der jeweilige Hebel im Bereich eines Endes schwenkbar im Trägerteil gelagert ist und im Bereich des anderen Endes schwenkbar in einem ortsfesten Teil des Elektrofahrzeugs gelagert ist. Bei diesem handelt es sich beispielsweise um ein Seitenteil des Elektrofahrzeugs, insbesondere hinter einer Tür einer zweiten Sitzreihe, oder um ein Frontteil des Fahrzeugs.
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Die jeweiligen Viergelenkscharniere sind insbesondere identisch ausgebildet.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Lagerachse der Ladeklappe in einem Bereich des Trägerteils angeordnet ist, in dem ein Hebel des Viergelenkscharniers in dem Trägerteil gelagert ist. Dies ermöglicht es, eine besonders große Überdeckung von Ladeklappe und Trägerteil bei gegen das Trägerteil geschwenkter Ladeklappe bei optimaler Ausschwenkbarkeit der Ladeklappe zu erzielen. Insbesondere ist die Lagerachse der Ladeklappe in einem Bereich des Trägerteils angeordnet, der bei einer Ausschwenkbewegung des Trägerteils beim Bewegen der Ladeklappe aus deren Schließstellung, vorlaufend ist. Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn die Lagerachse der Ladeklappe, bezogen auf die Ausschwenkbewegung des Trägerteils beim Bewegen der Ladeklappe aus deren Schließstellung, der Lagerung des Viergelenkscharniers in dem Trägerteil vorlaufend ist.
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Es ist insbesondere vorgesehen, dass das Trägerteil U-förmig ausgebildet ist, wobei die Lagerachse der Ladeklappe im Trägerteil im Bereich eines zwei Schenkel des U-förmigen Trägerteils verbindenden Stegs angeordnet ist. Die Ausbildung des U-förmigen Trägerteils ermöglicht es, einen großen Freiraum zwischen den beiden Schenkeln für den Ladestecker zu schaffen, wenn sich die Ladeklappe in deren bezüglich des Trägerteils ausgeschwenkten Stellung befindet. Die Ladeklappe weist dann in deren Zwischenstellung die Funktion eines Dachs für den Ladestecker und die Lademulde bzw. die Steckeraufnahme auf.
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Der lichte Querschnitt des U-förmigen Trägerteils ist vorzugsweise größer als der maximale Querschnitt des Ladesteckers zum Einstecken in die Ladedose des Elektrofahrzeugs im Bereich der Ladeklappe.
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Es ist vorgesehen, dass eine Abdeckfläche der Ladeklappe größer ist als eine Umrissfläche des Trägerteils bei gegen das Trägerteil geschwenkter Ladeklappe. In der Schließstellung der Ladeklappe, in der die Ladeklappe gegen das Trägerteil geschwenkt ist, deckt die Ladeklappe somit vollständig das Trägerteil ab. In der maximalen Offenstellung der Ladeklappe, bei mittels des mindestens einen Viergelenkscharniers ausgeschwenkter Ladeklappe, die gegen das Trägerteil positioniert angeordnet ist, gibt die Ladeklappe die Ladeöffnung vollständig frei. Vor dem Überführen der Ladeklappe in deren Zwischenstellung wird, insbesondere ausgehend von der maximalen Offenstellung der Ladeklappe, die Ladeklappe vom Trägerteil weggeschwenkt und dann das Trägerteil zusammen mit der Ladeklappe in Richtung des in die Ladedose eingesteckten Ladesteckers zurückgeschwenkt, wobei in der zurückgeschwenkten Stellung - Zwischenstellung - das insbesondere U-förmige Trägerteil den Ladestecker umgibt und die Ladeklappe am Ladestecker oder einem vom Ladestecker abgehenden Ladekabel, in dem dem Ladestecker benachbarten Bereich des Ladekabels, anliegt. Vorzugsweise sind Mittel zum Festlegen der Ladeklappe und des Trägerteils bei gegen das Trägerteil geschwenkter Ladeklappe vorgesehen. Somit ist gewährleistet, dass die Ladeklappe und das Trägerteil in dieser Zwischenstellung gehalten sind, beispielsweise mittels einer oder mehrerer Rastverbindungen.
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Gemäß einer kinematisch besonders vorteilhaften Anbindung der Ladeklappe an das Trägerteil ist vorgesehen, dass mindestens einer der Schenkel des Trägerteils ein Gelenkscharnier aufnimmt, wobei das Gelenkscharnier zwischen diesem Schenkel und der Ladeklappe angeordnet ist. In Abstand zur Drehachse von Ladeklappe und Trägerteil greift somit am Trägerteil und der Ladeklappe das mindestens eine Gelenkscharnier an. Das Gelenkscharnier weist insbesondere zwei Hebel auf, die schwenkbar miteinander verbunden sind, wobei die beiden Hebel in Abstand zur Schwenkachse von Ladeklappe und Trägerteil in dem Trägerteil bzw. der Ladeklappe schwenkbar gelagert sind, wobei die Schwenkachsen dieser Hebel parallel zur Schwenkachse von Ladeklappe und Trägerteil angeordnet sind.
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Die Ladeklappe kann manuell oder automatisch in deren Betriebsstellung, nämlich Schließstellung, Offenstellung, Zwischenstellung überführbar sein. In der Zwischenstellung des Viergelenks ist die Ladeklappe bezüglich des Trägerteils abgeklappt. Bei manueller Verstellung der Ladeklappe finden insbesondere zusätzlich Federmittel Verwendung, die insbesondere die Ladeklappe und/oder das Trägerteil in deren Ausschwenkstellung bzw. Öffnungsstellung vorspannen. Manuell werden vorzugsweise die Ladeklappe und das Trägerteil entgegen Federkraft zurückgeschwenkt und rastieren in deren zurückgeschwenkten Endstellung, der Schließstellung der Ladeklappe. Bei der automatischen Variante reicht es aus, einen Hebel des Viergelenks bzw. einen Hebel des Gelenkscharniers elektromotorisch zu verschwenken, um hierdurch die Bewegung des Trägerteils und der Ladeklappe zu bewirken.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, das anhand der Zeichnung erläutert ist, ohne hierauf beschränkt zu sein.
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Es zeigt:
- 1 einen Schnitt durch ein Elektrofahrzeug in einer Y-Z-Ebene (Y-Richtung entspricht der Fahrzeugquerrichtung, Z-Richtung entspricht der Fahrzeughochrichtung, X-Richtung entspricht der Fahrzeuglängsrichtung), veranschaulicht für den Bereich einer Einrichtung zum Lagern einer Ladeklappe des Elektrofahrzeugs,
- 2 eine Ansicht II gemäß 1 der in Schließstellung befindlichen Ladeklappe,
- 3 einen Teilbereich der Ladeklappe und eines Trägerteils zur Aufnahme der Ladeklappe, bei gegen das Trägerteil geschwenkter Ladeklappe und Rastierung von Ladeklappe und Trägerteil.
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Figurenbeschreibung
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Ein Seitenteil 1 eines als Personenkraftwagen ausgebildeten Elektrofahrzeugs 2 weist in einem Karosseriebereich hinter einer Fahrzeugtür einer zweiten Sitzreihe des Fahrzeugs eine Lademulde 3, die mittels einer Ladeklappe 4 verschließbar ist, auf. In der Lademulde 3 ist eine bezüglich des Elektrofahrzeugs 2 ortsfeste Ladedose 5 angeordnet, in die ein mit einem Ladekabel verbundener Ladestecker 6 einsteckbar ist.
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Eine Einrichtung 7 zum Lagern der Ladeklappe 4 weist zwei identisch ausgebildete Viergelenkscharniere 8 auf. Das jeweilige Viergelenkscharnier 8 ist schwenkbar in einem Trägerteil 9 gelagert und es ist die Ladeklappe 4 um eine Achse 10 schwenkbar im Trägerteil 9 gelagert. Das Trägerteil 9 ist auf abgewandten Seiten mit den beiden Viergelenkscharnieren 8 verbunden.
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Das jeweilige Viergelenkscharnier 8 weist zwei Hebel 11, 12 auf, wobei der Hebel 11 im Bereich eines Endes um eine Schwenkachse 13 schwenkbar im Trägerteil 9 gelagert ist und im Bereich des anderen Endes um eine Schwenkachse 14 schwenkbar in einem ortsfesten Teil des Elektrofahrzeugs gelagert ist, bei dem es sich um das Seitenteil 1 bzw. die Lademulde 3 handelt. Der andere Hebel 12 ist entsprechend im Bereich eines Endes um eine Schwenkachse 15 schwenkbar im Trägerteil 9 und im Bereich des anderen Endes um eine Schwenkachse 16 schwenkbar im ortsfesten Teil des Elektrofahrzeugs gelagert, insbesondere im Bereich des Seitenteils 1 bzw. der Lademulde 3. Die Schwenkachsen 13, 14, 15 und 16 sowie die Achse 10 der Ladeklappe 4 sind parallel zueinander und in X-Richtung des Fahrzeugs angeordnet.
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Die Schwenkachse 10 in der Ladeklappe 4 ist in einem Bereich des Trägerteils 9 angeordnet, in dem der jeweilige Hebel 11 gelagert ist. Konkret ist die Schwenkachse 10 bei einer Bewegung der Ladeklappe 4 aus deren Schließstellung vorlaufend der Schwenkachse 13 des Hebels 11 und benachbart dieser Schwenkachse 13 angeordnet.
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Das Trägerteil 9 ist U-förmig ausgebildet. Die Schwenkachse 10 ist im Bereich eines zwei Schenkel 17, 18 des U-förmigen Trägerteils 9 verbindenden Stegs 19 angeordnet. Ein lichter Querschnitt des U-förmigen Trägerteils 9 ist größer als der maximale Querschnitt des Ladesteckers 6.
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Eine Abdeckfläche der Ladeklappe 4 ist größer als eine Umrissfläche des Trägerteils 9, sodass die Ladeklappe 4 bei gegen das Trägerteil 9 geschwenkter Stellung allseitig über das Trägerteil 9 übersteht. Der eine Schenkel 17 des Trägerteils 9 nimmt im Bereich der Schwenkachse 15 ein Gelenkscharnier 20 auf, das zwischen diesem Schenkel 17 und der Ladeklappe 4 angeordnet ist. Das Gelenkscharnier 20 weist zwei Hebel 21, 22 auf.
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Die beiden Hebel 21 und 22 sind im Bereich einer Schwenkachse 23 miteinander verbunden. Im Bereich des dieser Schenkachse 23 abgewandten Endes ist der Hebel 21 benachbart der Schwenkachse 15 im Schenkel 17 gelagert und es ist der andere Hebel 22 im Bereich seines der Schwenkachse 23 abgewandten Endes um eine Schwenkachse 25 schwenkbar in der Ladeklappe 4 gelagert, im Bereich eines der Schwenkachse 10 abgewandten Endes der Ladeklappe 4. Die Schwenkachsen 23, 24 und 25 verlaufen in X-Richtung.
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1 zeigt drei Positionen der Ladeklappe 4, nämlich eine Schließstellung S, eine vollständig geöffnete Offenstellung O und eine teilweise geöffnete Offenstellung - Zwischenstellung Z -. In der Schließstellung ist die Ladeklappe 4 gegen das Trägerteil 9 geschwenkt und in eine äußere Öffnung 26 der Lademulde 3 eingeschwenkt. Über ein Rastelement 27 an der Ladeklappe 4 wird ein unbeabsichtigtes Ausschwenken der Ladeklappe 4 bezüglich des Trägerteils 9 verhindert. Beim Überführen der Ladeklappe 4 von deren Schließstellung S in deren Offenstellung O bedingen die beiden Viergelenkscharniere 8 eine Bewegung der Ladeklappe 4, bei unveränderter Position bezüglich des Trägerteils 9, in Z-Richtung und überlagert in Y-Richtung, sodass die Einheit von Ladeklappe 4 und Trägerteil 9 oberhalb der Lademulde 3 benachbart dem Seitenteil 1 positioniert wird. In dieser Offenstellung O ist die Lademulde 3 und damit die Ladedose 5 vollkommen frei zugänglich, zum Einstecken des Ladesteckers 6 in die Ladedose 5. Allerdings ist in dieser Offenstellung O der Bereich von Ladestecker 6 und Ladedose 5 bezüglich Witterung relativ ungeschützt. Deshalb besteht nun die Möglichkeit, insbesondere ausgehend von der beschriebenen Offenstellung O, nach Aufhebung der Rastierung im Bereich des Rastelements 27, die Ladeklappe 4 bezüglich des Trägerteils 9 um die Schwenkachse 10 auszuschwenken, und anschließend das Trägerteil 9 in die Zwischenstellung Z über die Viergelenkscharniere 8 teilweise zurückzuschwenken, sodass der mit der Ladedose 5 verbundene Ladestecker 6 zwischen die Schenkel 17 und 18 des Trägerteils 9 einfährt und die Ladeklappe 4 in Art eines Daches benachbart dem Ladestecker 6 positioniert wird bzw. am Ladestecker 6 anliegt. Hierdurch ist das Elektrofahrzeug 2 im Bereich der Steckverbindung von Ladedose 5 und Ladestecker 6 witterungsgeschützt, insbesondere betreffend Regen, Schnee, Eis und Schmutz.
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Zum Überführen der Einrichtung von der Zwischenstellung Z in die Schließstellung S wird das Trägerteil 9 zunächst mittels der Viergelenkscharniere 8 in die Offenstellung O geschwenkt, dann die Ladeklappe 4 wieder gegen das Trägerteil 9 geschwenkt und mittels des Rastelements 27 verrastet, dann, nach dem Entfernen des Ladesteckers 6, die Anordnung von Ladeklappe 4 und Trägerteil 9 in die Schließstellung S mittels der Viergelenkscharniere 8 zurückgeschwenkt.
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Die beschriebenen Bewegungsabläufe können ausschließlich manuell, manuell und teilweise automatisch oder vollständig automatisch erfolgen, je nach dem gewünschten Automatisierungsgrad.
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1 und 2 verdeutlichen, dass die Ladeklappe 4 durch eine Abdeckplatte 28 und ein Aufnahmeteil 30 gebildet ist, die über sechs Rastelemente 29 rastierend miteinander verbunden sind. Während der Abdeckplatte 28 insbesondere die Abdeckfunktion zukommt, dient das Aufnahmeteil 30 der schwenkbaren Verbindung mit dem Trägerteil 9 im Bereich der Schwenkachse 10 und der Aufnahme des Hebels 22 im Bereich der Schwenkachse 25. Ein derart gestaltete Ladeklappe 4 lässt sich insbesondere einfach und kostengünstig herstellen.
