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Die Erfindung betrifft eine Verschlusseinrichtung zum Abdecken und Freigeben einer Ladeschnittstelle eines Kraftfahrzeugs. Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer Ladeschnittstelle und einer entsprechenden Verschlusseinrichtung.
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Hybridfahrzeuge oder rein elektrisch angetriebene Kraftfahrzeuge weisen eine Ladeschnittstelle auf, um das Kraftfahrzeug mit Strom zu laden. Um die Ladeschnittstelle verschließen zu können, wenn kein Ladevorgang des Kraftfahrzeugs stattfindet, weist das Kraftfahrzeug üblicherweise eine Verschlusseinrichtung auf, welche an der Karosserie des Kraftfahrzeugs befestigt sein kann. Eine derartige Verschlusseinrichtung kann ein Gehäuse und ein an dem Gehäuse schwenkbar gelagertes Deckelelement aufweisen. Das Gehäuse ist um die Ladeschnittstelle herum angeordnet, so dass das Gehäuse die Ladeschnittstelle umschließt. Das Gehäuse kann eine Öffnung aufweisen, über welche die Ladeschnittstelle zum Einführen eines Ladesteckers in die Ladeschnittstelle zugänglich ist. Findet kein Ladevorgang statt, kann diese Öffnung mittels des Deckelelements verschlossen werden, so dass die Ladeschnittstelle durch das Deckelelement vor äußerem Einfluss geschützt ist. Üblicherweise ist das Deckelelement seitlich, das heißt rechts oder links von der Öffnung, an dem Gehäuse angeordnet, so dass in der Offenstellung des Deckelelements die Ladeschnittstelle vollständig ungeschützt freiliegt, so dass während eines Ladevorgangs Regenwasser, Eis oder Schnee an die Ladeschnittstelle gelangen kann und diese beschädigen kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verschlusseinrichtung sowie ein Kraftfahrzeug zur Verfügung zu stellen, welche sich durch einen verbesserten Schutz der Ladeschnittstelle eines Kraftfahrzeugs gegen Umwelteinflüsse auszeichnen.
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Die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Die Verschlusseinrichtung gemäß der Erfindung weist ein Gehäuse, welches die Ladeschnittstelle umschließt, und ein schwenkbar an dem Gehäuse gelagertes Deckelelement, welches in eine Schließstellung zum Abdecken der Ladeschnittstelle und in eine Offenstellung zum Freigeben der Ladeschnittstelle überführbar ist, auf, wobei das Deckelelement über ein Scharnierelement an dem Gehäuse schwenkbar gelagert ist und das Scharnierelement zumindest über die Breite der Ladeschnittstelle geschlossen ausgebildet ist.
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Erfindungsgemäß ist das Deckelelement nun nicht mehr seitlich, das heißt rechts oder links von der Ladeschnittstelle, an dem Gehäuse gelagert, sondern das Deckelelement ist oberhalb der Ladeschnittstelle an dem Gehäuse gelagert, indem auch das Scharnierelement, über welches das Deckelelement schwenkbar an dem Gehäuse gelagert ist, oberhalb der Ladeschnittstelle an dem Gehäuse angeordnet ist. Das Scharnierelement ist damit vorzugsweise an einer Längsseite des Gehäuse angeordnet, welche oberhalb der Ladeschnittstelle angeordnet ist. Bei der Überführung des Deckelelements von der Schließstellung in die Offenstellung wird damit das Deckelelement nach oben weg verschwenkt, und in der Offenstellung überdeckt das Deckelelement den Bereich vor der Ladeschnittstelle, über welchen ein Ladestecker in die Ladeschnittstelle eingeführt wird. Damit kann bereits das Deckelelement einen Schutz der Ladeschnittstelle vor Umwelteinflüssen, wie beispielsweise Schnee oder Regenwasser, auch in der Offenstellung des Deckelelements ausbilden. Um verhindern zu können, dass Schmutz, aber insbesondere auch Wasser, Eis oder Schnee während einer Offenstellung des Deckelelements und auch während eines Ladevorgangs in den Bereich der Ladeschnittstelle gelangen kann, ist das Scharnierelement zumindest über die Breite der Ladeschnittstelle geschlossen ausgebildet. Geschlossen ausgebildet bedeutet, dass das Scharnierelement zumindest über die Breite der Ladeschnittstelle keine Öffnungen aufweist, über welche Schmutz, Wasser, Eis oder Schnee das Scharnierelement passieren könnte und zu der Ladeschnittstelle gelangen könnte. Das Scharnierelement kann damit eine Art Abdeckung der Ladeschnittstelle zusätzlich zu dem Deckelelement ausbilden, auch wenn das Deckelelement in der Offenstellung oder in einer Position, wenn der Ladevorgang stattfindet, positioniert ist.
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Zur Befestigung das Deckelelements an dem Gehäuse kann das Scharnierelement zwei Scharnierarme aufweisen, über welche das Scharnierelement drehbar an dem Gehäuse gelagert sein kann. Die Scharnierarme können parallel zueinander und beabstandet zueinander positioniert sein, so dass eine kontrollierte Führung des Deckelelements von der Offenstellung in die Schließstellung und umgekehrt erfolgen kann, ohne dass die Gefahr besteht, dass das Deckelelement dabei verkanten könnte.
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Um ein gezieltes Abführen von Wasser weg von der Ladeschnittstelle erreichen zu können, kann es vorgesehen sein, dass das Scharnierelement eine Wasserführung zum Abführen von Wasser aufweist. Die Wasserführung kann beispielsweise in Form einer an dem Scharnierelement ausgebildeten Vertiefung vorgesehen sein, welche eine Abflussrinne ausbildet. Die Wasserführung erstreckt sich vorzugsweise über die gesamte Länge des Scharnierelements, so dass ein seitliches Abführen von Wasser von dem Scharnierelement möglich ist, ohne dass das Wasser in Kontakt mit der Ladeschnittstelle gelangen könnte. Die Wasserführung erstreckt sich vorzugsweise parallel zur Längsseite des Gehäuses, an welchem das Scharnierelement angeordnet ist.
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Um die Wasserabführung weiter verbessern zu können, kann es vorgesehen sein, dass an den Scharnierarmen jeweils mindestens eine Wasserabtropfrippe ausgebildet ist. Wasser, das an die Scharnierarme gelangt, kann über die jeweilige Wasserabtropfrippe gezielt abgeführt werden und das Wasser kann damit gezielt von der Ladeschnittstelle ferngehalten werden. Die Wasserabtropfrippen sind vorzugsweise jeweils länglich geformt und erstrecken sich über zumindest eine Teillänge der Scharnierarme. Die Wasserabtropfrippen erstrecken sich vorzugsweise senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der Wasserführung an dem Scharnierelement.
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Bevorzugt ist es vorgesehen, dass das Scharnierelement einen Kipppunkt aufweist, wobei bei einer Positionierung des Deckelelements oberhalb des Kipppunkts das Deckelelement selbsttätig in die Offenstellung verschwenken kann und bei einer Positionierung des Deckelelements unterhalb des Kipppunktes das Deckelelement selbsttätig in die Schließstellung verschwenken kann. Durch das Vorsehen eines derartigen Kipppunktes kann die Handhabung für einen Benutzer erleichtert werden, da bei einer Bewegung des Deckelelements oberhalb des Kipppunktes das Deckelelement selbsttätig derart weit auf bewegt wird, dass die Ladeschnittstelle für den einzuführenden oder abzuziehenden Ladestecker frei zugänglich ist, ohne dass das Deckelelement eine Bewegung des Ladesteckers behindern würde. Oberhalb des Kipppunktes verschwenkt das Deckelelement vorzugsweise derart weit, dass das Deckelelement um mehr als 90°, vorzugsweise um mehr als 120° zu dem Gehäuse verschwenkt wird. Durch das selbsttätige Verschwenken des Deckelelements in die Schließstellung, wenn das Deckelelement unterhalb des Kipppunktes bewegt wird, kann in der Schließstellung ein dichtes Anliegen des Deckelelements an dem Gehäuse und damit ein dichtes Abdecken der Ladeschnittstelle durch das Deckelelement sichergestellt werden.
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Die Ausbildung des Kipppunktes kann beispielsweise derart erfolgen, dass das Scharnierelement federbelastet ist. Damit kann eine Federspannung auf das Scharnierelement aufgebracht werden, welche das Deckelelement sowohl in der Schließstellung als auch in der Offenstellung in einer stabilen Position halten kann.
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Zur Ausbildung einer Federspannung auf das Scharnierelement kann beispielsweise an jedem Scharnierarm jeweils ein Federelement angeordnet sein. Das Federelement kann in den jeweiligen Scharnierarm integriert sein. Durch die Anordnung von jeweils mindestens einem Federelement in die beiden Scharnierarme kann eine Federspannung gleichmäßig verteilt auf das Scharnierelement aufgebracht werden.
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Bevorzugt kann das jeweilige Federelememt als M-Feder ausgebildet sein, was bedeutet, dass das jeweilige Federelement die Form eines „M“ aufweist.
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Um auch während des Ladevorgangs eine sichere Abdeckung der Ladeschnittstelle bzw. des in die Ladeschnittstelle eingesteckten Ladesteckers erreichen zu können, kann es bevorzugt vorgesehen sein, dass das Deckelelement derart ausgebildet ist, dass bei eingestecktem Ladestecker in die Ladeschnittstelle das Deckelelement auf einer Oberseite des Ladesteckers aufliegt. Das Deckelelement kann damit eine Art Dach für die Ladeschnittstelle und den Ladestecker während eines Ladevorgangs ausbilden, welches beispielsweise Schnee und Regenwasser von der Ladeschnittstelle und dem Ladestecker abhalten kann.
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An einer in Richtung Ladeschnittstelle zeigenden Innenfläche des Deckelelements kann beispielsweise ein Abdeckelement angeordnet sein. Das Abdeckelement kann derart geformt sein, dass es sich formschlüssig dichtend auf die Oberseite des Steckverbinders auflegt, wenn das Deckelelement auf der Oberseite des Ladesteckers aufliegt. Gleichzeitig kann das Abdeckelement derart geformt sein, dass in der Schließstellung das Abdeckelement die Ladeschnittstelle formschlüssig umschließt und abdichtet. Das Abdeckelement ermöglicht damit eine dichte Abdeckung des in die Ladeschnittstelle eingesteckten Ladesteckers durch das Deckelelement während eines Ladevorgangs und gleichzeitig eine dichte Abdeckung der Ladeschnittstelle in der Schließstellung des Deckelelements. Bevorzugt kann das Abdeckelement elastisch ausgebildet sein, so dass es sich an die jeweilige Oberflächenkontur des eingesteckten Ladesteckers anpassen kann. Das Abdeckelement ist vorzugsweise als zusätzliches Bauteil an dem Deckelelement angeordnet. Das Abdeckelement kann aber auch einstückig mit dem Deckelelement ausgebildet sein.
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Die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe erfolgt ferner durch ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug, welches eine Ladeschnittstelle und eine Verschlusseinrichtung zum Abdecken und Freigeben der Ladeschnittstelle aufweist, wobei die Verschlusseinrichtung wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann.
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Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend anhand der Beschreibung bevorzugter Ausgestaltungen der Erfindung anhand der nachfolgenden Figuren näher dargestellt.
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Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer Verschlusseinrichtung gemäß der Erfindung mit dem Deckelelement in der Offenstellung,
- 2 eine schematische Darstellung der Verschlusseinrichtung gemäß der Erfindung, bei welcher das Deckelelement in dem Kipppunkt des Scharnierelements positioniert ist,
- 3 eine schematische Darstellung der Verschlusseinrichtung gemäß der Erfindung während eines Ladevorgangs, bei welchem das Deckelelement der Verschlusseinrichtung auf einer Oberseite des Ladesteckers aufliegt,
- 4 eine schematische Schnittdarstellung der in 1 bis 3 gezeigten Verschlusseinrichtung in den verschiedenen Positionen des Deckelelements,
- 5 eine weitere schematische Darstellung der Verschlusseinrichtung gemäß der Erfindung,
- 6 eine schematische Darstellung der in 1 bis 5 gezeigten Verschlusseinrichtung mit einem eingezeichneten Wasserablauf,
- 7 eine schematische Schnittdarstellung des in 6 gezeigten Wasserablaufs, und
- 8 eine Explosionsdarstellung der Verschlusseinrichtung gemäß der Erfindung.
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Wie in den 1 bis 8 gezeigt ist, weist die Verschlusseinrichtung 100 ein Gehäuse 10 auf, welches eine an einem Kraftfahrzeug angeordnete Ladeschnittstelle 200 zum elektrische Laden des Kraftfahrzeugs umschließt. Das Gehäuse 10 weist dafür eine fensterartige Öffnung 11 auf, über welche die Ladeschnittstelle 200 für einen Ladestecker 300 zugänglich ist, um den Ladestecker 300 mit der Ladeschnittstelle 200 elektrisch verbinden zu können und das Kraftfahrzeug zu laden.
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An dem Gehäuse 10 ist ein Deckelelement 12 schwenkbar gelagert, welches die Öffnung 11 in einer Schließstellung verschließt und damit in dieser Schließstellung die Ladeschnittstelle 200 abdeckt bzw. überdeckt. Von der Schließstellung kann das Deckelelement 12 in eine Offenstellung überführt werden, wie sie beispielsweise in 1 gezeigt ist. In dieser Offenstellung ist die Ladeschnittstelle 200 frei zugänglich, so dass ein Ladestecker 300 in die Ladeschnittstelle 200 eingesteckt werden kann bzw. von der Ladeschnittstelle 200 wieder entfernt werden kann.
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Das Deckelelement 12 ist über ein Scharnierelement 13 schwenkbar an dem Gehäuse 10 gelagert. Das Scharnierelement 13 ist oberhalb der Ladeschnittstelle 200 an dem Gehäuse 10 gelagert, so dass das Scharnierelement 13 an einer Längsseite 14 des Gehäuses 10 angeordnet ist.
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Wie in den 1 bis 8 zu erkennen ist, erstreckt sich das Scharnierelement 13 über die Breite B der Ladeschnittstelle 200 hinaus, so dass das Scharnierelement 13 eine Länge L aufweist, welche mindestens genauso groß, vorzugsweise größer als die Breite B der Ladeschnittstelle 200 ist. Das Scharnierelement 13 ist über seine gesamte Länge L geschlossen ausgebildet, so dass das Scharnierelement 13 auch über die Breite B der Ladeschnittstelle 200 geschlossen ausgebildet ist, so dass das Scharnierelement 13 einen überdeckenden Schutz zusammen mit dem Deckelelement 12 für die Ladeschnittstelle 200 ausbilden kann, um die Ladeschnittstelle 200 insbesondere vor Schmutz, Regenwasser und Schnee schützen zu können.
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Wie insbesondere in 8 zu erkennen ist, weist das Scharnierelement 13 ein Stegelement 15 auf, welches sich parallel zu der Längsseite 14 des Gehäuses 10 erstreckt. Das Stegelement 15 ist geschlossen ausgebildet, um insbesondere Wasser und Schnee auffangen zu können und von der Ladeschnittstelle 200 wegführen zu können. An dem Stegelement 15 sind zwei Scharnierarme 16, 17 angeordnet, über welche das Scharnierelement 13 drehbar an dem Gehäuse 10 gelagert ist. Die beiden Scharnierarme 16, 17 weisen jeweils eine Bogenform auf. Die beiden Scharnierarme 16, 17 sind jeweils an sich gegenüberliegenden Enden des Stegelements 15 angeordnet. Die Scharnierarme 16, 17 sind hier einstückig mit dem Stegelement 15 verbunden.
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Um das Scharnierelement 13 sicher an dem Deckelelement 12 zu befestigen, weist das Scharnierelement 13 ferner einen plattenförmigen Teil 18 auf, welcher an einer in Richtung Ladeschnittstelle 200 zeigenden Innenfläche 19 des Deckelelements 12 angeordnet werden kann. Wie bei der hier gezeigten Ausgestaltung gezeigt ist, erstreckt sich das plattenförmige Teil 18 über einen Großteil, insbesondere über mehr als 50 %, vorzugsweise über mehr als 70 % der Innenfläche 19 des Deckelelements 12.
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Das plattenförmige Teil 18 ist gegenüberliegend zu den beiden Scharnierarmen 16, 17 an dem Stegelement 15 des Scharnierelements 13 angeordnet. Das plattenförmige Teil 18 ist hier einstückig mit dem Stegelement 15 ausgebildet.
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Wie in 6 und 8 zu erkennen ist, weist das Scharnierelement 13 eine Wasserführung 20 zum Abführen von Wasser von der Verschlusseinrichtung 100 auf. Die Wasserführung 20 ist hier in Form einer an dem Scharnierelement 13 ausgebildeten Vertiefung vorgesehen sein, welche eine Abflussrinne ausbildet. Die Wasserführung 20 erstreckt sich über die gesamte Länge L des Scharnierelements 13, so dass ein seitliches Abführen von Wasser von dem Scharnierelement 13 und damit von der Verschlusseinrichtung 100 möglich ist, ohne dass das Wasser in Kontakt mit der Ladeschnittstelle 200 gelangen könnte. Die Wasserführung 20 erstreckt sich parallel zur Längsseite 14 des Gehäuses 10, an welchem das Scharnierelement 13 angeordnet ist.
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Zur Abführung des Wasser ist zudem an beiden Scharnierarmen 16, 17 jeweils eine Wasserabtropfrippe 21, 22 ausgebildet, wie insbesondere in 1, 5, 6 und 7 zu erkennen ist. Wie in 6 und 7 anhand der eingezeichneten Wassertropfen angedeutet ist, kann Wasser, das an die Scharnierarme 16, 17 gelangt, über die jeweilige Wasserabtropfrippe 21, 22 gezielt abgeführt werden, und das Wasser kann damit gezielt von der Ladeschnittstelle 200 ferngehalten werden. Die Wasserabtropfrippen 21, 22 sind jeweils länglich geformt und erstrecken sich über eine Teillänge der Scharnierarme 16, 17. Die Wasserabtropfrippen 21, 22 erstrecken sich senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der Wasserführung 20 an dem Scharnierelement 13.
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Das Scharnierelement 13 weist einen Kipppunkt auf, wobei bei einer Positionierung des Deckelelements 12 oberhalb des Kipppunkts das Deckelelement 12 selbsttätig in die Offenstellung verschwenken kann, und bei einer Positionierung des Deckelelements 12 unterhalb des Kipppunktes kann das Deckelelement 12 selbsttätig in die Schließstellung verschwenken.
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2 zeigt das Deckelelement 12 in einer Position, bei welcher das Scharnierelement 13 genau im Kipppunkt steht. Aus dieser Position verschwenkt das Deckelelement 12 selbststätig in die Offenstellung, wie sie in 1 gezeigt ist oder in die Schließstellung bzw. Richtung der Schließstellung, wie in 3 gezeigt ist, wobei bei der in 3 gezeigten Ausgestaltung der Ladestecker 300 in die Ladeschnittstelle 200 eingesteckt ist, so dass das Deckelelement 12 nicht vollständig in die Schließstellung verschwenken kann, sondern auf der Oberseite 310 des Ladesteckers 300 zum Aufliegen kommt.
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4 zeigt ebenfalls noch einmal die verschiedenen Stellungen des Deckelelements 12, wobei hier auch zu erkennen ist, dass bei einer Bewegung des Deckelelements 12 von der Schließstellung in die Offenstellung und zurück das Deckelelement 12 um mehr als 120° verschwenkt wird.
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Zur Ausbildung des Kipppunktes ist das Scharnierelement 13 hier federbelastet, indem an den beiden Scharnierarmen 16, 17 jeweils ein Federelement 23, 24 angeordnet ist, wie beispielsweise in 5 schematisch eingezeichnet ist. Die Federelemente 23, 24 weisen hier jeweils die Form eines „M“ auf. Die Federelemente 23, 24 sind in den Scharnierarmen 16, 17 integriert angeordnet.
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Ferner sind im Bereich der Scharnierarme 16, 17 stiftförmige Achselemente 25, 26 angeordnet, über welche die Scharnierarme 16, 17 und damit das Scharnierelement 13 an dem Gehäuse 10 drehbar bzw. verschwenkbar gelagert sind, wie in der Explosionsdarstellung von 8 zu erkennen ist.
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An der in Richtung Ladeschnittstelle 200 zeigenden Innenfläche 19 des Deckelelements 12 ist ein Abdeckelement 27 angeordnet, welches eine Art Haube zum formschlüssigen Aufliegen auf der Oberseite 310 des Ladesteckers 300 während eines Ladevorgangs bildet, wie insbesondere in 4 und 7 zu erkennen ist. Das Abdeckelement 27 liegt während des Ladevorgangs auf der Oberseite 310 des Ladesteckers 300 auf, so dass das Abdeckelement 27 die Oberseite 310 des Ladesteckers 300 zumindest bereichsweise umgreift. In der Schließstellung des Deckelelements 12 liegt das Abdeckelement 27 formschlüssig an der Ladeschnittstelle 200 an, wie in 4 gezeigt, so dass in der Schließstellung das Abdeckelement 27 die Ladeschnittstelle 200 abdichten kann. Ist das Abdeckelement 27 elastisch ausgebildet, kann es sich an die jeweilige Oberflächenkontur der Oberseite 310 des eingesteckten Ladesteckers 300 anpassen, so dass auch unterschiedlich geformte Ladestecker mittels des Abdeckelements 27 nach oben hin in Richtung des Deckelelements 12 abgedichtet werden können. Das Abdeckelement ist hier über das plattenförmige Teil 18 des Scharnierelements 13 an dem Deckelelement 12 angeordnet.
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Um ein elektrisches Öffnen und Schließen des Deckelelements 12 ermöglichen zu können, kann die Verschlusseinrichtung 100 ferner einen elektrischen Antrieb in Form eines elektrischen Stellelements 28 aufweisen.
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Zudem kann in dem Gehäuse 10 eine Ladezustandsanzeige 29 integriert sein.
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Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausgestaltungen. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von den dargestellten Lösungen auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Sämtliche aus den Ansprüchen der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehende Merkmale und/oder Vorteile einschließlich konstruktiven Einzelheiten räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritte können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Verschlusseinrichtung
- 10
- Gehäuse
- 11
- Öffnung
- 12
- Deckelelement
- 13
- Scharnierelement
- 14
- Längsseite
- 15
- Stegelement
- 16
- Scharnierarm
- 17
- Scharnierarm
- 18
- Plattenförmiges Teil
- 19
- Innenfläche
- 20
- Wasserführung
- 21
- Wasserabtropfrippe
- 22
- Wasserabtropfrippe
- 23
- Federelement
- 24
- Federelement
- 25
- Achselement
- 26
- Achselement
- 27
- Abdeckelement
- 28
- Stellelement
- 29
- Ladezustandsanzeige
- 200
- Ladeschnittstelle
- 300
- Ladestecker
- 310
- Oberseite
- B
- Breite der Ladeschnittstelle
- L
- Länge des Scharnierelements
