DE102019117467A1 - Locking device for an electric charging device of a motor vehicle - Google Patents

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Abstract

Gegenstand der Erfindung ist eine Verriegelungsvorrichtung für eine elektrische Ladevorrichtung (1, 2, 3, 4) eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Elektro- oder Hybridkraftfahrzeuges. Die Verriegelungsvorrichtung verfügt zu diesem Zweck über ein verfahrbares Riegelelement (1), welches dazu vorgesehen ist, einen Ladestecker (2) in einer Ladesteckdose (3) der elektrischen Ladevorrichtung (1, 2, 3, 4) lösbar zu verriegeln. Außerdem ist ein motorischer Antrieb (4) zur Verstellung des Riegelelementes (1) realisiert. Erfindungsgemäß ist das Riegelelement (1) zumindest teilweise aus einem Metall hergestellt.The invention relates to a locking device for an electric charging device (1, 2, 3, 4) of a motor vehicle, in particular an electric or hybrid motor vehicle. For this purpose, the locking device has a movable locking element (1) which is provided to releasably lock a charging plug (2) in a charging socket (3) of the electric charging device (1, 2, 3, 4). In addition, a motorized drive (4) is implemented to adjust the locking element (1). According to the invention, the locking element (1) is at least partially made of a metal.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verriegelungsvorrichtung für eine elektrische Ladevorrichtung eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Elektro- oder Hybridkraftfahrzeuges, mit einem verfahrbaren Riegelelement, das dazu vorgesehen ist, einen Ladestecker in einer Ladesteckdose der elektrischen Ladevorrichtung lösbar zu verriegeln, und mit einem motorischen Antrieb zur Verstellung des Riegelelementes.The invention relates to a locking device for an electric charging device of a motor vehicle, in particular an electric or hybrid motor vehicle, with a movable locking element which is provided to releasably lock a charging plug in a charging socket of the electric charging device, and with a motor drive for adjusting the locking element .

Akkumulatoren von Elektro- oder Hybridkraftfahrzeugen müssen regelmäßig mit elektrischer Energie versorgt werden. Das geschieht unter Rückgriff auf eine Ladeinfrastruktur, zu welcher typischerweise Ladesäulen gehören. Für den Ladevorgang mit elektrischer Energie wird der Ladestecker der Ladesäule im Allgemeinen mit einer kraftfahrzeugseitigen Ladesteckdose gekoppelt und lösbar verriegelt. Die Verriegelung ist erforderlich, um beispielsweise Gesundheitsgefährdungen zu vermeiden, da an dieser Stelle im Allgemeinen mit Hochspannung gearbeitet wird. Außerdem stellt die Verriegelung sicher, dass ausschließlich zuvor identifizierte Benutzer die von der Ladesäule zur Verfügung gestellte Energie auch rechtmäßig beziehen und Missbrauch verhindert wird. Zu diesem Zweck findet meistens vor einem solchen Ladevorgang eine Identifizierung des Bedieners und eine Berechtigungsprüfung mit Hilfe eines Identifikationssignals statt, wie dies grundsätzlich in der WO 2010/149426 A1 beschrieben wird.Batteries in electric or hybrid vehicles must be regularly supplied with electrical energy. This is done with recourse to a charging infrastructure, which typically includes charging stations. For the charging process with electrical energy, the charging plug of the charging station is generally coupled to a charging socket on the motor vehicle side and is releasably locked. The lock is necessary to avoid health hazards, for example, as high voltage is generally used at this point. In addition, the locking ensures that only previously identified users draw the energy made available by the charging station lawfully and that misuse is prevented. For this purpose, an identification of the operator and an authorization check with the aid of an identification signal usually take place before such a loading process, as is basically the case in FIG WO 2010/149426 A1 is described.

Die Verstellung des Riegelelementes wird im Stand der Technik nach der CN 2020695855 U mit Hilfe eines elektromotorischen Antriebes vorgenommen. Der elektromotorische Antrieb setzt sich seinerseits aus einem Elektromotor und einem nachgeschalteten mehrstufigen Getriebe zusammen. Das mehrstufige Getriebe arbeitet über einen Nocken auf das Riegelelement.The adjustment of the locking element is in the prior art according to CN 2020695855 U made with the help of an electric motor drive. The electric motor drive itself consists of an electric motor and a downstream multi-stage gear. The multi-stage gear works on the locking element via a cam.

Darüber hinaus sind vergleichbare Lösungen im gattungsbildenden Stand der Technik nach der DE 10 2011 010 809 A1 bekannt. An dieser Stelle ist eine Verriegelungsvorrichtung realisiert, die mit einem mechanischen Riegel arbeitet. Der mechanische Riegel kann elektromotorisch betrieben werden. Auf diese Weise greift der mechanische Riegel in Nuten im Ladestecker ein und sorgt so dafür, dass der Stecker bzw. Ladestecker mit Hilfe der Verriegelungseinrichtung im Innern der Ladesteckdose verriegelt wird.In addition, comparable solutions are in the generic prior art according to DE 10 2011 010 809 A1 known. A locking device that works with a mechanical bolt is implemented at this point. The mechanical bolt can be operated by an electric motor. In this way, the mechanical bolt engages in grooves in the charging plug and thus ensures that the plug or charging plug is locked with the aid of the locking device inside the charging socket.

Eine ähnliche Lösung wird in der DE 10 2009 030 092 A1 beschrieben. Auch in diesem Fall ist ein Stecker vorgesehen, der in einer Buchse verriegelt werden kann. Über den Stecker bzw. Ladestecker lässt sich auch eine Identifikation des Benutzers erreichen. Außerdem sind Verriegelungsmittel vorgesehen, mit deren Hilfe der Ladestecker in der Ladesteckdose der Ladestation verriegelt werden kann. Für den Antrieb der Verriegelungsmittel sorgt ein elektromotorischer Antrieb.A similar solution is provided in the DE 10 2009 030 092 A1 described. In this case too, a plug is provided that can be locked in a socket. The user can also be identified via the plug or charging plug. In addition, locking means are provided with the help of which the charging plug can be locked in the charging socket of the charging station. An electromotive drive is used to drive the locking means.

Auf diese Weise lassen sich zumindest und ganz grundsätzlich die beiden Positionen „entriegelt“ und „verriegelt“ des Riegelelementes realisieren und vorgeben. In der Position „entriegelt“ des Riegelelementes kann der Ladestecker von der Ladesteckdose entfernt werden. Die Position „verriegelt“ stellt demgegenüber sicher, dass der Ladestecker gegenüber der Ladesteckdose verriegelt und gesichert ist. Diese Position wird typischerweise erst dann eingenommen, wenn eine zuvor vorgesehene Benutzeridentifikation erfolgreich absolviert worden ist und auch die Bezahlung der entnommenen elektrischen Energie sichergestellt ist. Erst dann wird der Ladevorgang gestartet, nachdem das Riegelelement dafür gesorgt hat, dass der Ladestecker gegenüber der Ladesteckdose verriegelt worden ist.In this way, at least and in principle, the two positions “unlocked” and “locked” of the locking element can be implemented and specified. In the "unlocked" position of the locking element, the charging plug can be removed from the charging socket. The "locked" position, on the other hand, ensures that the charging plug is locked and secured opposite the charging socket. This position is typically only assumed when a previously provided user identification has been successfully completed and payment for the electrical energy drawn is also ensured. The charging process is only started after the locking element has ensured that the charging plug has been locked with respect to the charging socket.

Die nachfolgenden Erwägungen gehen davon aus, dass die Ladesteckdose kraftfahrzeugseitig vorgesehen ist und der im Allgemeinen über eine elektrische Verbindungsleitung mit der Ladesäule gekoppelte Ladestecker mit der kraftfahrzeugseitigen Ladesteckdose gekoppelt und gegenüber dieser lösbar verriegelt wird. Grundsätzlich ist es natürlich auch möglich, dass die Ladesteckdose an der Ladesäule realisiert ist und das betreffende Elektro- oder Hybridkraftfahrzeug mit einer eigenen elektrischen Verbindungsleitung mit endseitigem Ladestecker gegenüber der Ladesteckdose an der Ladesäule verriegelt wird. Im Allgemeinen wird jedoch mit einer kraftfahrzeugseitigen Ladesteckdose gearbeitet, in welche der an die Ladesäule angeschlossene Ladestecker lösbar eingreift und gegenüber dieser verriegelt wird.The following considerations are based on the assumption that the charging socket is provided on the motor vehicle side and that the charging plug, which is generally coupled to the charging column via an electrical connection line, is coupled to the charging socket on the motor vehicle side and is releasably locked with respect to it. In principle, it is of course also possible for the charging socket to be implemented on the charging column and the electric or hybrid vehicle in question to be locked with its own electrical connection line with a charging plug at the end opposite the charging socket on the charging column. In general, however, work is carried out with a charging socket on the motor vehicle side, into which the charging plug connected to the charging column engages in a detachable manner and is locked with respect to it.

Die kraftfahrzeugseitige Ladesteckdose muss zu diesem Zweck zusammen mit dem motorischen Antrieb und dem Riegelelement an oder in einer Karosserie eines Kraftfahrzeuges montiert werden. Das geschieht typischerweise im Bereich einer Karosserieöffnung. Zu diesem Zweck werden beispielsweise elektrische Zuleitungen für den motorischen Antrieb ausgehend vom Bordnetz bis hin zum motorischen Antrieb verlegt. Die elektrischen Zuleitungen sind dabei im Allgemeinen als Bestandteil eines ohnehin im Kraftfahrzeug verbauten Kabelbaumes ausgelegt. Auf diese Weise gelingen zwar der Antrieb des Riegelelementes und auch der gewünschte Ladevorgang problemlos. Allerdings besteht bisher ein Problem in der Praxis dann, wenn das Riegelelement durch Fehlgebrauch, mechanische Einwirkungen oder sonst wie beschädigt worden ist. In einem solchen Fall kann nicht (mehr) sichergestellt werden, dass der Ladestecker einwandfrei in der Ladesteckdose verriegelt ist und folglich der Ladevorgang bestimmungsgemäß vorgenommen wird, also mit der von der Ladesäule maximal zur Verfügung gestellten elektrischen Energie. Auch besteht bei Beschädigungen des Riegelelementes die Gefahr von Gesundheitsgefährdungen des oder der Benutzer. Hier will die Erfindung insgesamt Abhilfe schaffen.For this purpose, the charging socket on the motor vehicle side must be mounted on or in a body of a motor vehicle together with the motor drive and the locking element. This typically happens in the area of a body opening. For this purpose, for example, electrical supply lines for the motor drive are laid starting from the on-board network up to the motor drive. The electrical supply lines are generally designed as part of a cable harness that is already installed in the motor vehicle. In this way, the drive of the locking element and also the desired loading process succeed without any problems. However, so far there has been a problem in practice when the locking element has been damaged by misuse, mechanical effects or otherwise. In such a case it can no longer be ensured that the charging plug is properly locked in the charging socket and that the charging process is carried out as intended, i.e. with the maximum electrical energy made available by the charging station. If the locking element is damaged, there is also the risk of health hazards for the user or users. The invention aims to provide a remedy here overall.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine derartige Verriegelungsvorrichtung für eine elektrische Ladevorrichtung eines Kraftfahrzeuges so weiter zu entwickeln, dass Funktionsstörungen des Riegelelementes möglichst vermieden werden.The invention is based on the technical problem of further developing such a locking device for an electrical charging device of a motor vehicle in such a way that malfunctions of the locking element are avoided as far as possible.

Zur Lösung dieser technischen Problemstellung ist eine gattungsgemäße Verriegelungsvorrichtung im Rahmen der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass das Riegelelement zumindest teilweise aus einem Metall hergestellt ist.To solve this technical problem, a generic locking device within the scope of the invention is characterized in that the locking element is at least partially made of a metal.

Die Erfindung geht zunächst einmal von der Erkenntnis aus, dass die Riegelelemente nach dem Stand der Technik typischerweise aus Gewichts- und Fertigungsgründen aus Kunststoff hergestellt sind, wie dies beispielsweise bei der CN 2020695855 U der Fall ist. Ein weiterer Grund für die Herstellung des Riegelelementes aus Kunststoff besteht darin, dass hierdurch problemlos die erforderliche elektrische Isolation zur Verfügung gestellt wird. Tatsächlich dient das Riegelelement bekanntermaßen dazu, den Ladestecker in der Ladesteckdose lösbar zu verriegeln. Da mit Hilfe der Ladevorrichtung hohe elektrische Ströme mit Hochspannung übertragen werden, ist es erforderlich, das Riegelelement ebenfalls elektrisch isolierend auszulegen, damit nicht bei einem etwaigen Kurzschluss im Ladestecker bzw. der den Ladestecker aufnehmenden Ladesteckdose elektrischer Strom zur Kraftfahrzeugkarosserie fließt und hier gegebenenfalls Bedienpersonen gefährdet. Jedenfalls präferiert der Stand der Technik Riegelelemente aus Kunststoff, weil sich diese einfach und kostengünstig herstellen lassen und unmittelbar über die erforderliche und in diesem Bereich geforderte elektrische Isolationsfähigkeit verfügen.The invention is first of all based on the knowledge that the locking elements according to the prior art are typically made of plastic for weight and manufacturing reasons, as is the case for example with the CN 2020695855 U the case is. Another reason for the production of the locking element from plastic is that this provides the necessary electrical insulation without any problems. In fact, the locking element is known to be used to releasably lock the charging plug in the charging socket. Since high electrical currents with high voltage are transmitted with the help of the charging device, it is necessary to also design the locking element to be electrically insulating so that no electrical current flows to the vehicle body in the event of a short circuit in the charging plug or the charging socket receiving the charging plug and possibly endangering operating personnel. In any case, the prior art prefers locking elements made of plastic, because they can be produced easily and inexpensively and have the electrical insulation capability required and required in this area.

Demgegenüber schlägt die Erfindung vor, dass das Riegelelement zumindest teilweise aus einem Metall hergestellt ist bzw. hergestellt wird. Um in diesem Zusammenhang dennoch die erforderliche elektrische Isolationsfähigkeit zur Verfügung zu stellen, ist das Riegelelement meistens zweiteilig mit einem Führungsteil und einem Riegelteil ausgebildet. Das Führungsteil ist dabei aus Kunststoff hergestellt und wechselwirkt vorzugsweise mit Gegenführungselementen in einem Gehäuse. Das Gehäuse dient größtenteils zur Aufnahme des Antriebes. Durch die Wechselwirkung des Führungsteiles mit den Gegenführungselementen im Innern des Gehäuses wird sichergestellt, dass das Riegelelement die im Allgemeinen erforderlichen linearen Bewegungen zur lösbaren Verriegelung des Ladesteckers gegenüber der Ladesteckdose absolvieren kann. Diese Bewegungen werden vom Antrieb auf das Riegelelement übertragen.In contrast, the invention proposes that the locking element is or is made at least partially from a metal. In order to still provide the necessary electrical insulation capability in this context, the locking element is usually designed in two parts with a guide part and a locking part. The guide part is made of plastic and preferably interacts with counter guide elements in a housing. The housing is mainly used to accommodate the drive. The interaction of the guide part with the counter guide elements inside the housing ensures that the locking element can perform the generally required linear movements for releasably locking the charging plug with respect to the charging socket. These movements are transmitted from the drive to the locking element.

Das Gehäuse und die Gegenführungselemente sind vorteilhaft aus Kunststoff hergestellt und in diesem Zusammenhang bilden Sie im Allgemeinen ein einstückiges Kunststoffspritzgussteil. Das Kunststoffspritzgussteil mag darüber hinaus einstückig ausgebildete Lagerausformungen zur Aufnahme des Antriebes und von weiteren Antriebsbestandteilen aufweisen.The housing and the counter-guide elements are advantageously made of plastic and in this context they generally form a one-piece plastic injection-molded part. The plastic injection-molded part may also have one-piece bearing formations for receiving the drive and other drive components.

Durch die zweiteilige Auslegung des Riegelelementes mit dem Führungsteil aus Kunststoff und dem Riegelteil, welches zumindest teilweise aus dem Metall hergestellt ist, wird einerseits die erforderliche elektrische Isolationsfähigkeit des erfindungsgemäßen Riegelelementes zur Verfügung stellt und andererseits eine mechanisch besonders robuste Lösung realisiert. Denn bei dem eingesetzten Metall zur Realisierung des Riegelelementes bzw. als zumindest teilweiser Bestandteil des Riegelteiles handelt es sich vorteilhaft um Stahl, also ein Metall mit hoher Bruchdehnung und Streckgrenze, welches den mechanischen Belastungen im Bereich der Verriegelung zwischen Ladestecker und Ladesteckdose problemlos widersteht. Tatsächlich wird durch diese Auslegung insbesondere ein Bruch im Bereich einer das Riegelelement bzw. dessen Riegelteil aufnehmenden Ausnehmung im Ladestecker und/oder der Ladesteckdose verhindert, und zwar auch dann, wenn der Ladestecker mit beabsichtigten oder unbeabsichtigten Zugbeanspruchungen beaufschlagt wird. Hierin sind die wesentlichen Vorteile zu sehen.Due to the two-part design of the locking element with the guide part made of plastic and the locking part, which is at least partially made of metal, the required electrical insulation capability of the locking element according to the invention is provided on the one hand and a mechanically particularly robust solution is implemented on the other. Because the metal used to realize the locking element or as an at least partial component of the locking part is advantageously steel, i.e. a metal with high elongation at break and yield point, which easily withstands the mechanical loads in the area of the locking between the charging plug and charging socket. In fact, this design prevents a break in the area of a recess in the charging plug and / or the charging socket receiving the locking element or its locking part, even if the charging plug is subjected to intentional or unintentional tensile stresses. This is where the main advantages can be seen.

Darüber hinaus hat es sich bewährt, wenn das Riegelelement als Kompositbauteil aus einer Metallkomponente und einer Kunststoffkomponente ausgebildet ist. Die Metallkomponente ist überwiegend steckerseitig vorgesehen, das heißt, dient letztlich zur Verstärkung des Riegelteils. Demgegenüber ist die Kunststoffkomponente größtenteils antriebsseitig vorgesehen. Dem trägt die Erfindung durch das aus Kunststoff hergestellte Führungsteil Rechnung.In addition, it has proven useful if the locking element is designed as a composite component made of a metal component and a plastic component. The metal component is mainly provided on the plug side, that is, it ultimately serves to reinforce the locking part. In contrast, the plastic component is largely provided on the drive side. The invention takes this into account through the guide part made of plastic.

Dabei kann die Auslegung weiter im Detail so vorgenommen werden, dass das steckerseitige Riegelteil ganz oder teilweise aus Metall besteht. Dazu kann das Riegelteil vollständig als Metallstift vorzugsweise aus Stahl ausgebildet sein. In diesem Fall ist das Riegelteil bzw. der Metallstift meistens mit einem kopfseitigen Anker ausgerüstet, welcher seinerseits im antriebsseitigen Führungsteil aus Kunststoff eingebettet ist. Dazu kann das als Kunststoffspritzgussteil ausgelegte Führungsteil an den fraglichen Metallstift angespritzt sein und hierbei dessen kopfseitigen Anker umschließen, damit das metallische Riegelteil einwandfrei an das Führungsteil aus Kunststoff angeschlossen ist und hiermit fest mechanisch gekoppelt wird.The design can be carried out further in detail so that the plug-side locking part consists entirely or partially of metal. For this purpose, the locking part can be designed entirely as a metal pin, preferably made of steel. In this case, the locking part or the metal pin is usually equipped with a head-side anchor which in turn is embedded in the plastic guide part on the drive side. For this purpose, the guide part designed as a plastic injection-molded part can be injection-molded onto the metal pin in question and thereby enclose its head-side anchor, so that the metal locking part fits perfectly to the guide part made of plastic is connected and is hereby firmly mechanically coupled.

Neben der zuvor beschriebenen Ausbildung des Riegelteils als Metallstift ist es aber auch möglich, dass das Riegelteil aus Kunststoff mit eingelegter Metallarmierung hergestellt ist. Bei der Metallarmierung handelt es sich vorteilhaft um einen mit Kunststoff umhüllten Metallstift. Grundsätzlich kann die Metallarmierung auch als Metallgeflecht, einzelne Metalldrähte, eine Vielzahl von Metallstiften etc. als Metallseil usw. ausgebildet sein. Besonders bewährt hat sich jedoch eine Variante, bei welcher die Metallarmierung als Metallstift ausgebildet ist, welcher mit Kunststoff umhüllt wird, um auf diese Weise das Riegelteil zu definieren. Der Metallstift kann dabei seinerseits aus Vollmaterial und/oder Rohrmaterial ausgebildet sein.In addition to the previously described design of the locking part as a metal pin, however, it is also possible for the locking part to be made of plastic with inserted metal reinforcement. The metal reinforcement is advantageously a metal pin encased in plastic. In principle, the metal reinforcement can also be designed as a metal mesh, individual metal wires, a large number of metal pins, etc., as a metal cable, etc. However, a variant in which the metal reinforcement is designed as a metal pin which is encased with plastic in order to define the locking part in this way has proven particularly useful. The metal pin can in turn be made from solid material and / or tubular material.

Eine derartige Variante ist insofern mit besonderen Vorteilen ausgerüstet, weil das Riegelteil nach wie vor eine Kunststoffumhüllung bzw. Kunststoffhaut aufweist, folglich die erforderlichen elektrischen Isolationseigenschaften unmittelbar aufweist. Dennoch verfügt das Riegelteil und folglich das insgesamt realisierte erfindungsgemäße Riegelelement über die notwendige mechanische Stabilität, insbesondere bei seiner bestimmungsgemäßen Verwendung zur lösbaren Verriegelung des Ladesteckers in der Ladesteckdose.Such a variant is equipped with particular advantages in that the locking part still has a plastic casing or plastic skin, and consequently has the necessary electrical insulation properties directly. Nevertheless, the locking part and consequently the locking element according to the invention implemented as a whole has the necessary mechanical stability, in particular when it is used as intended for releasable locking of the charging plug in the charging socket.

Im Ergebnis wird eine Verriegelungsvorrichtung für eine elektrische Ladevorrichtung eines Kraftfahrzeuges zur Verfügung gestellt, die gegenüber bisherigen Ausführungsformen mechanisch besonders dauerhaft und bruchsicher ausgelegt ist. Hierbei geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, dass ein etwaiger Bruch des Riegelelementes meistens im Bereich einer das Riegelelement bzw. dessen steckerseitiges Riegelteil aufnehmenden Ausnehmung im Ladestecker und/oder der Ladesteckdose beobachtet wird. Zugleich verfügt das Riegelelement über die erforderlichen elektrischen Isolationseigenschaften. Das alles gelingt unter Berücksichtigung einer einfachen und kostengünstigen Fertigung, weil hierzu lediglich das Führungsteil aus Kunststoff an den Metallstift angespritzt zu werden braucht. Alternativ hierzu kann auch mit einem solchen Metallstift gearbeitet werden, der mit Kunststoff umhüllt und zugleich mit dem angespritzten Führungsteil aus Kunststoff gekoppelt wird. Dann wird der Metallstift vom Kunststoff umspritzt. In jedem Fall lässt sich der eingesetzte Metallstift problemlos in den Kunststoffspritzvorgang problemlos integrieren. Daraus resultiert eine kostengünstige Fertigung bei zugleich kompaktem Aufbau. Hierin sind die wesentlichen Vorteile zu sehen.As a result, a locking device for an electric charging device of a motor vehicle is made available which, compared to previous embodiments, is designed to be mechanically particularly durable and break-proof. The invention is based on the knowledge that any breakage of the locking element is mostly observed in the area of a recess in the charging plug and / or the charging socket that receives the locking element or its plug-side locking part. At the same time, the locking element has the necessary electrical insulation properties. All of this succeeds taking into account simple and cost-effective production, because for this only the plastic guide part needs to be injection molded onto the metal pin. As an alternative to this, it is also possible to work with such a metal pin which is encased in plastic and at the same time coupled to the molded plastic guide part. Then the metal pin is overmolded by the plastic. In any case, the metal pin used can be easily integrated into the plastic injection molding process. This results in inexpensive production with a compact structure at the same time. This is where the main advantages can be seen.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen:

  • 1 die erfindungsgemäße Verriegelungsvorrichtung in einer perspektivischen Übersicht,
  • 2 einen Schnitt durch die Verriegelungsvorrichtung nach der 1 im Bereich des Verriegelungselementes,
  • 3 eine erste Ausführungsform des Verriegelungselementes nach der Erfindung und
  • 4 eine hiervon abweichende alternative Ausführungsform.
In the following the invention is explained in more detail with reference to a drawing showing only one embodiment; show it:
  • 1 the locking device according to the invention in a perspective overview,
  • 2 a section through the locking device according to 1 in the area of the locking element,
  • 3 a first embodiment of the locking element according to the invention and
  • 4th an alternative embodiment deviating from this.

In den Figuren ist eine Verriegelungsvorrichtung für eine elektrische Ladevorrichtung 1, 2, 3, 4 eines nicht näher dargestellten Kraftfahrzeuges wiedergegeben. Die in der 1 gezeigte Verriegelungsvorrichtung mag dazu im Bereich einer Karosserieöffnung platziert sein, in welcher sich darüber hinaus eine insbesondere in der 2 zu erkennende Ladesteckdose 3 befindet. Um Akkumulatoren des nicht ausdrücklich dargestellten Kraftfahrzeuges laden zu können, wird in die Ladesteckdose 3 ein Ladestecker 2 eingesteckt, der mit Hilfe eines Riegelelementes 1 in der Ladesteckdose 3 verriegelt wird. Bei dem Riegelelement 1 handelt es sich im Ausführungsbeispiel und nicht einschränkend um einen größtenteils zylindrischen Stift. Tatsächlich ist das Riegelelement 1 im Ausführungsbeispiel zweiteilig mit einem Führungsteil 1a und einem Riegelteil 1b ausgebildet. Das Riegelelement 1 ist mit einem Antrieb 4 ausgerüstet.In the figures is a locking device for an electric charging device 1 , 2 , 3 , 4th of a motor vehicle not shown in detail. The ones in the 1 For this purpose, the locking device shown may be placed in the area of a body opening, in which there is also an in particular in the 2 Charging socket to be recognized 3 is located. In order to be able to charge the batteries of the motor vehicle, which is not expressly shown, is inserted into the charging socket 3 a charging plug 2 inserted with the help of a locking element 1 in the charging socket 3 is locked. With the locking element 1 In the exemplary embodiment and not by way of limitation, it is a largely cylindrical pin. Indeed the locking element is 1 in the embodiment in two parts with a guide part 1a and a latch part 1b educated. The locking element 1 is with a drive 4th equipped.

Um die zuvor bereits angesprochene Verriegelung des Ladesteckers 2 in der Ladesteckdose 3 zu realisieren, greift das Riegelelement 1 in eine in der 2 zu erkennende Ausnehmung im Ladestecker 2 ein. Das ist erst dann möglich, wenn der Ladestecker 2 einwandfrei in die Ladesteckdose 3 eingesteckt ist und seine frontseitig zu erkennenden Steckkontakte in entsprechende Steckbuchsen der Ladesteckdose 3 eingreifen, damit anschließend der Ladevorgang erfolgen kann. Da ein solcher Ladevorgang mit einer anliegenden Hochspannung und unter Berücksichtigung erheblicher Ladeströme von mehreren 10 A erfolgt, kommt der Verriegelung des Ladesteckers 2 in der Ladesteckdose 3 mit Hilfe des Riegelelementes 1 eine besondere Bedeutung zu. Dies gilt insbesondere für einen etwaigen Bruch des Riegelelementes 1 im Bereich der zuvor bereits angesprochenen Ausnehmung, welcher erfindungsgemäß vermieden wird, wie nachfolgend noch näher erläutert wird.To the previously mentioned locking of the charging plug 2 in the charging socket 3 to realize, engages the locking element 1 in one in the 2 recognizable recess in the charging plug 2 a. That is only possible when the charging plug 2 perfectly into the charging socket 3 is plugged in and its plug contacts, which can be seen on the front, into corresponding sockets of the charging socket 3 intervene so that the charging process can then take place. Since such a charging process is carried out with an applied high voltage and taking into account considerable charging currents of several 10 A, the charging plug is locked 2 in the charging socket 3 with the help of the locking element 1 special meaning to it. This applies in particular to a possible break in the locking element 1 in the area of the previously mentioned recess, which is avoided according to the invention, as will be explained in more detail below.

Das Riegelelement 1 ist insgesamt verfahrbar ausgebildet, kann nämlich entsprechend der Doppelpfeildarstellung in der 1 in seiner Längsrichtung verfahren werden. Dazu ist der motorische Antrieb 4 vorgesehen. Die Ladevorrichtung 1, 2, 3, 4 weist folglich das Riegelelement 1, den Ladestecker 2, die Ladesteckdose 3 und schließlich den Antrieb 4 für das Riegelelement 1 auf.The locking element 1 is designed to be movable overall, namely can according to the double arrow representation in the 1 be moved in its longitudinal direction. The motor drive is for this purpose 4th intended. The loading device 1 , 2 , 3 , 4th consequently has the locking element 1 , the charging plug 2 , the charging socket 3 and finally the drive 4th for the locking element 1 on.

In der 1 erkennt man noch, dass die Ladevorrichtung 1, 2, 3, 4 insgesamt in einem Gehäuse 5 aus Kunststoff aufgenommen wird. Das Gehäuse 5 ist im Bereich des Riegelelementes 1 mit einer eingelassenen Dichtung 6 ausgerüstet, gegenüber welcher das Riegelelement 1 verschieblich und dichtend gehalten wird. Ein zusätzlich noch in der 1 zu erkennender Steckvorsprung 7 weist in seinem Innern Steckkontakte 8 auf, mit deren Hilfe die gesamte in der 1 dargestellte Verriegelungsvorrichtung mit beispielsweise einem Kabelbaum des Kraftfahrzeuges gekoppelt wird.In the 1 you can still see that the loading device 1 , 2 , 3 , 4th all in one housing 5 made of plastic. The case 5 is in the area of the locking element 1 with an embedded seal 6th equipped, opposite which the locking element 1 is kept displaceable and sealing. An additional one in the 1 plug projection to be recognized 7th has plug contacts inside 8th on, with the help of which the entire in the 1 Locking device shown is coupled to, for example, a wiring harness of the motor vehicle.

Das Gehäuse 5 aus Kunststoff weist in seinem Innern Lagerausnehmungen für den Antrieb 4 bzw. zugehörige und nicht näher dargestellte Antriebsbestandteile auf. Die Lagerausnehmungen sind einstückig mit dem Gehäuse 5 ausgelegt. Das gilt auch für lediglich angedeutete Gegenführungselemente 10, welche mit dem Führungsteil 1a als Bestandteil des Riegelelementes 1 neben dem Riegelteil 1b wechselwirken. Tatsächlich greift der Antrieb 4 mit einem ausgangsseitigen und in der 2 angedeuteten Getrieberad in eine Ausnehmung 9 des Riegelelementes 1 ein, um das Riegelelement 1 zu der in der 2 angedeuteten Bewegung entlang seines Verfahrweges S zu beaufschlagen, wie der entsprechende Doppelpfeil in der 2 deutlich macht. Damit diese Bewegung linear erfolgt, wechselwirkt das Führungsteil 1b als Bestandteil des Riegelelementes 1 mit den Gegenführungselementen 10 im Innern des Gehäuses 5. Die Gegenführungselemente 10 sind ebenso wie die Lagerstellen einstückig mit dem Gehäuse 5 aus Kunststoff ausgebildet und werden in einem gemeinsamen Kunststoffspritzgussvorgang hergestellt.The case 5 made of plastic has bearing recesses for the drive in its interior 4th or associated drive components not shown in detail. The bearing recesses are integral with the housing 5 designed. This also applies to counter-guide elements that are merely indicated 10 , which with the guide part 1a as part of the locking element 1 next to the bolt part 1b interact. The drive actually takes effect 4th with an output side and in the 2 indicated gear wheel in a recess 9 of the locking element 1 one to the locking element 1 to the one in the 2 indicated movement along its travel path S. to act like the corresponding double arrow in the 2 makes clear. The guide part interacts so that this movement is linear 1b as part of the locking element 1 with the counter guide elements 10 inside the case 5 . The counter guide elements 10 are, like the bearing points, integral with the housing 5 made of plastic and are manufactured in a common plastic injection molding process.

Anhand der 3 und 4 erkennt man, dass das Riegelelement 1 erfindungsgemäß als Kompositbauteil aus einer Metallkomponente 11 und einer Kunststoffkomponente 12 hergestellt ist. Bei einer vergleichenden Betrachtung der Einzeldarstellungen in de 3 und 4 erkennt man, dass die Metallkomponente 11 überwiegend steckerseitig, also im Bereich des Ladesteckers 2 realisiert ist, während die Kunststoffkomponente 12 des Riegelelementes 1 größtenteils antriebsseitig vorgesehen ist, also im Bereich des Antriebes 4 bzw. diesem zugewandt.Based on 3 and 4th you can see that the locking element 1 according to the invention as a composite component made of a metal component 11 and a plastic component 12 is made. When comparing the individual representations in de 3 and 4th you can see that the metal component 11 mainly on the plug side, i.e. in the area of the charging plug 2 is realized while the plastic component 12 of the locking element 1 is largely provided on the drive side, so in the area of the drive 4th or facing this.

Die Auslegung ist dabei insgesamt so getroffen, dass das Führungsteil 1a des Riegelelementes 1 aus Kunststoff hergestellt ist. bzw. überwiegend die Kunststoffkomponente 12 darstellt. Demgegenüber ist das Riegelteil 1b überwiegend aus der Metallkomponente 11 produziert, wie nachfolgend noch näher im Detail erläutert wird.The overall design is such that the guide part 1a of the locking element 1 is made of plastic. or predominantly the plastic component 12 represents. In contrast, the locking part is 1b mainly from the metal component 11 produced, as will be explained in more detail below.

Tatsächlich kann das Riegelteil 1b ganz oder teilweise aus Metall bestehen. Bei dem eingesetzten Metall handelt es sich überwiegend um Stahl und insbesondere hochfesten Stahl, welcher als Kaltstauchteil ausgebildet sein kann, wie man der Darstellung in der 3 entnimmt. Dadurch wird erfindungsgemäß verhindert, dass das Riegelelement 1 insbesondere im Bereich der Ausnehmung im Ladestecker 2 bzw. der Ladesteckdose 3 brechen kann, wie dies einleitend bereits beschrieben wurde.Indeed, the locking part 1b consist entirely or partially of metal. The metal used is predominantly steel and in particular high-strength steel, which can be designed as a cold heading part, as can be seen from the illustration in FIG 3 removes. According to the invention, this prevents the locking element 1 especially in the area of the recess in the charging plug 2 or the charging socket 3 can break, as already described in the introduction.

Bei der Erfindungsvariante nach der 3 wird zu diesem Zweck so vorgegangen, dass das Riegelteil 1b als Metallstift ausgebildet ist, folglich das Riegelteil 1b komplett die Metallkomponente 11 darstellt. Man erkennt bei dieser Variante, dass das als Metallstift ausgebildete Riegelteil 1b mit einem kopfseitigen Anker 13 ausgerüstet ist. Dieser kopfseitige Anker 13 taucht in das Führungsteil 1a aus Kunststoff bzw. zur Realisierung der Kunststoffkomponente 12 ein. Tatsächlich wird der kopfseitige Anker 13 des Metallstiftes vom Kunststoff beim Herstellungsvorgang vollständig umschlossen, weil der Kunststoff an den Metallstift bzw. das Riegelteil 1b in diesem Fall angespritzt wird.In the variant of the invention according to 3 for this purpose, the procedure is that the locking part 1b is designed as a metal pin, consequently the locking part 1b completely the metal component 11 represents. It can be seen in this variant that the locking part designed as a metal pin 1b with an anchor at the head 13th is equipped. This head-side anchor 13th dives into the guide part 1a made of plastic or for the realization of the plastic component 12 a. Indeed, the head-side anchor is 13th of the metal pin is completely enclosed by the plastic during the manufacturing process, because the plastic is attached to the metal pin or the locking part 1b in this case is injected.

Bei der Variante nach der 4 wird so vorgegangen, dass das Riegelteil 1b teilweise aus Kunststoff mit einer eingelegten Metallarmierung hergestellt ist. In diesem Fall definiert die Metallarmierung die Metallkomponente 11. Man erkennt, dass die Metallarmierung bzw. die Metallkomponente 11 von Kunststoff oberflächenseitig umhüllt ist, folglich das Riegelteil 1b im Endeffekt aus der Kunststoffkomponente 12 und der Metallkomponente 11 zusammen hergestellt wird.With the variant after the 4th the procedure is so that the locking part 1b is partially made of plastic with an inlaid metal reinforcement. In this case, the metal reinforcement defines the metal component 11 . It can be seen that the metal reinforcement or the metal component 11 is encased by plastic on the surface side, consequently the locking part 1b in the end from the plastic component 12 and the metal component 11 is made together.

Bei der Metallarmierung bzw. der Metallkomponente 11 handelt es sich in diesem Fall um einen mit Kunststoff umhüllten Metallstift. Dieser kann entsprechend der Darstellung in der 4 als Metallstift aus Vollmaterial hergestellt sein. Ergänzend oder alternativ kann die Metallarmierung bzw. der Metallstift aber auch als Rohrmaterial ausgebildet sein. In beiden Fällen wird der fragliche Metallstift bzw. die Metallkomponente 11 beim Herstellungsvorgang des Riegelteiles 1b beispielsweise in ein Kunststoffspritzgusswerkzeug eingelegt und mit Hilfe der Kunststoffkomponente 12 umspritzt, die in diesem Fall zugleich zur Realisierung des Führungsteiles 1a aus Kunststoff dient. Alternativ kann die Kunststoffkomponente 12 auch an den Metallstift unter gleichzeitiger Umhüllung des Ankers 13 angespritzt werden.With the metal reinforcement or the metal component 11 in this case it is a plastic-coated metal pin. This can be as shown in the 4th be made as a metal pin from solid material. In addition or as an alternative, however, the metal reinforcement or the metal pin can also be designed as tubular material. In both cases, the metal pin or metal component in question becomes 11 during the manufacturing process of the locking part 1b For example, placed in a plastic injection mold and with the help of the plastic component 12 encapsulated, in this case at the same time for realizing the guide part 1a made of plastic. Alternatively, the plastic component 12 also to the metal pin while at the same time wrapping the anchor 13th be injected.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
RiegelelementLocking element
1a1a
RiegelteilLatch part
1b1b
FührungsteilLeadership part
22
Ladestecker 2 Charging plug 2
33
LadesteckdoseCharging socket
44th
Antriebdrive
55
Gehäusecasing
66th
Dichtungpoetry
77th
SteckvorsprungPlug-in protrusion
88th
SteckkontaktPlug contact
99
AusnehmungRecess
1010
GegenführungselementCounter guide element
1111
MetallkomponenteMetal component
1212th
KunststoffkomponentePlastic component
1313
Anker anchor
SS.
VerfahrwegTravel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Claims (10)

Verriegelungsvorrichtung für eine elektrische Ladevorrichtung (1, 2, 3, 4) eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Elektro- oder Hybridkraftfahrzeuges, mit einem verfahren Riegelelement (1), das dazu vorgesehen ist, einen Ladestecker (2) in einer Ladesteckdose (3) der elektrischen Ladevorrichtung (1, 2, 3, 4) lösbar zu verriegeln, und mit einem motorischen Antrieb (4) zur Verstellung des Riegelelementes (1), dadurch gekennzeichnet, dass das Riegelelement (1) zumindest teilweise aus einem Metall hergestellt ist.Locking device for an electric charging device (1, 2, 3, 4) of a motor vehicle, in particular an electric or hybrid motor vehicle, with a displaced locking element (1) which is intended to insert a charging plug (2) in a charging socket (3) of the electrical Loading device (1, 2, 3, 4) to be releasably locked, and with a motor drive (4) for adjusting the locking element (1), characterized in that the locking element (1) is at least partially made of a metal. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Riegelelement (1) als Kompositbauteil aus einer Metallkomponente (11) und einer Kunststoffkomponente (12) ausgebildet ist.Locking device according to Claim 1 , characterized in that the locking element (1) is designed as a composite component from a metal component (11) and a plastic component (12). Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallkomponente (11) überwiegend steckerseitig und die Kunststoffkomponente (12) größtenteils antriebsseitig vorgesehen ist.Locking device according to Claim 2 , characterized in that the metal component (11) is predominantly provided on the plug side and the plastic component (12) is largely provided on the drive side. Verriegelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Riegelelement (1) zweiteilig mit Führungsteil (1a) und Riegelteil (1b) ausgebildet ist.Locking device according to one of the Claims 1 to 3 , characterized in that the locking element (1) is designed in two parts with a guide part (1a) and a locking part (1b). Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsteil (1a) aus Kunststoff hergestellt ist und vorzugsweise mit Gegenführungselementen (10) in einem Gehäuse (5) wechselwirkt.Locking device according to Claim 4 , characterized in that the guide part (1a) is made of plastic and preferably interacts with counter-guide elements (10) in a housing (5). Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (5) und die Gegenführungselemente (10) aus Kunststoff hergestellt sind, vorzugsweise ein einstückiges Kunststoffspritzgussteil bilden.Locking device according to Claim 5 , characterized in that the housing (5) and the counter-guide elements (10) are made of plastic, preferably form a one-piece plastic injection-molded part. Verriegelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Riegelteil (1b) ganz oder teilweise aus Metall bzw. der Metallkomponente (11) besteht.Locking device according to one of the Claims 4 to 6th , characterized in that the locking part (1b) consists entirely or partially of metal or the metal component (11). Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Riegelteil (1b) als Metallstift ausgebildet ist.Locking device according to Claim 7 , characterized in that the locking part (1b) is designed as a metal pin. Verriegelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Riegelteil (1b) aus Kunststoff mit eingelegter Metallarmierung hergestellt ist.Locking device according to one of the Claims 4 to 8th , characterized in that the locking part (1b) is made of plastic with inserted metal reinforcement. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallarmierung als mit Kunststoff umhüllter Metallstift aus Vollmaterial und/oder Rohrmaterial als Metallkomponente (11) ausgebildet ist.Locking device according to Claim 9 , characterized in that the metal reinforcement is designed as a plastic-covered metal pin made of solid material and / or tubular material as a metal component (11).
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