DE102019125784A1

DE102019125784A1 - Ladebuchse für eine Energieversorgungsanordnung, entsprechende Energieversorgungsanordnung sowie Verfahren zum Betreiben einer Ladebuchse

Info

Publication number: DE102019125784A1
Application number: DE102019125784.0A
Authority: DE
Inventors: Alexander Kupfer; Ilias Gkoumas; Hardo Tumm
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2019-09-25
Filing date: 2019-09-25
Publication date: 2019-12-12
Anticipated expiration: 2039-09-26
Also published as: DE102019125784B4; CN112550018A; US20210086634A1; CN112550018B; US11584245B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ladebuchse (2) für eine Energieversorgungsanordnung (1) zur Versorgung eines Kraftfahrzeugs mit elektrischer Energie über eine konduktive Steckverbindung, mit wenigstens einem elektrischen Gegenkontakt (8) zur konduktiven Kontaktierung eines Kontakts (6) einer Ladestation. Dabei ist vorgesehen, dass der elektrische Gegenkontakt (8) bezüglich einer Längsmittelachse (11) der Ladebuchse (2) in radialer Richtung zwischen einer ersten Gegenkontaktstellung und einer von der ersten Gegenkontaktstellung verschiedenen zweiten Gegenkontaktstellung verlagerbar gelagert ist, wobei die Ladebuchse (2) über einen um die Längsmittelachse (11) drehbar gelagerten Stellring (12) verfügt, der wenigstens eine Stellrampe (13) aufweist, die in einer ersten Drehwinkelstellung des Stellrings (12) eine Verlagerung des elektrischen Gegenkontakts (8) in die erste Gegenkontaktstellung zulässt und in einer zweiten Drehwinkelstellung des Stellrings (12) den elektrischen Gegenkontakt (8) in die zweite Gegenkontaktstellung drängt. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Energieversorgungsanordnung (1) sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Ladebuchse (2).

Description

Die Erfindung betrifft eine Ladebuchse für eine Energieversorgungsanordnung zur Versorgung eines Kraftfahrzeugs mit elektrischer Energie über eine konduktive Steckverbindung, mit wenigstens einem elektrischen Gegenkontakt zur konduktiven Kontaktierung eines Kontakts einer Ladestation. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Energieversorgungsanordnung sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Ladebuchse.
Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift DE 10 2014 200 290 A1 bekannt. Diese beschreibt eine Ladevorrichtung, ein Ladesystem und ein Verfahren zum Laden einer Batterie eines Fahrzeugs sowie eine elektrische Anschlussvorrichtung zum Laden einer Batterie des Fahrzeugs. Die elektrische Ladevorrichtung umfasst: Eine Hebeeinrichtung, mit welcher ein Ladekopf gekoppelt ist; wobei der Ladekopf an oder auf einer ersten Oberfläche des Ladekopfs eine erste Mehrzahl von ersten elektrischen Kontakten aufweist, welche zum Laden der Batterie zumindest zum Teil mit einer Energiequelle verbindbar sind; und einen Aktor, mittels welchem die Hebeeinrichtung derart aktuierbar ist, dass der Ladekopf zumindest teilweise in eine erste Richtung, welche im Wesentlichen senkrecht auf der ersten Oberfläche steht, bewegbar ist; wobei weiterhin die Hebeeinrichtung derart ausgerichtet ist, dass der Ladekopf bei einem Stoßen in der ersten Richtung auf eine Anschlagsfläche durch fortgeführtes Aktuieren der Hebeeinrichtung durch den Aktuator in eine zweite Richtung entlang der Anschlagsfläche bewegbar ist.
Weiterhin beschreibt die Druckschrift DE 10 2011 082 092 A1 eine Ladevorrichtung zur automatisierten Herstellung und Trennung einer Ladeverbindung bei einem Plug-In-Fahrzeug, wobei die Ladevorrichtung das Plug-In-Fahrzeug, eine Ladeelektrik, eine Ladestation und ein Ladekabel zum Laden eines Energiespeichers des Fahrzeugs über eine kabelgebundene Ladeverbindung umfasst, die Ladeelektrik eine Buchse sowie das Ladekabel einen Stecker umfasst und die Ladevorrichtung derart beschaffen ist, dass die Buchse einen Einführtrichter oder mehrere Einführtrichter aufweist, dass der Stecker einen Einführstift oder mehrere Einführstifte aufweist, dass jeder Einführstift einem bestimmten Einführtrichter zugeordnet ist, dass Informationen zwischen der Ladestation und der Ladeelektrik bei hergestellter Ladeverbindung austauschbar sind, dass Informationen zwischen der Ladestation und dem Fahrzeug bei nicht hergestellter Ladeverbindung austauschbar sind, dass der Stecker und ein an den Stecker anschließender Verstärkungsabschnitt des Ladekabels durch einen von der Ladestation umfassten Führungsmechanismus in einer vorgegebenen Raumrichtung in Form einer Koppelbewegung über eine maximal vorgegebene Koppellänge bewegbar sind, und dass der Stecker und ein an den Stecker anschließender Verstärkungsabschnitt des Ladekabels durch einen von der Ladestation umfassten Führungsmechanismus entgegen der vorgegebenen Raumrichtung in Form einer Entkoppelbewegung über die Koppellänge bewegbar sind.
Aus der Druckschrift US 9,039,436 B2 ist zudem ein elektrischer Verbinder mit automatischem Eingriff bekannt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Ladebuchse für eine Energieversorgungsanordnung vorzuschlagen, welche gegenüber bekannten Ladebuchsen Vorteile aufweist, insbesondere das Herstellen der konduktiven Steckverbindung dauerhaft zuverlässig ermöglicht.
Dies wird erfindungsgemäß mit einer Ladebuchse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass der elektrische Gegenkontakt bezüglich einer Längsmittelachse der Ladebuchse in radialer Richtung zwischen einer ersten Gegenkontaktstellung und einer von der ersten Gegenkontaktstellung verschiedenen zweiten Gegenkontaktstellung verlagerbar gelagert ist, wobei die Ladebuchse über einen um die Längsmittelachse drehbar gelagerten Stellring verfügt, der wenigstens eine Stellrampe aufweist, die in einer ersten Drehwinkelstellung des Stellrings eine Verlagerung des elektrischen Gegenkontakts in die erste Gegenkontaktstellung zulässt und in einer zweiten Drehwinkelstellung des Stellrings den elektrischen Gegenkontakt in die zweite Gegenkontaktstellung drängt.
Die Ladebuchse ist bevorzugt Bestandteil der Energieversorgungsanordnung. Die Energieversorgungsanordnung dient der Versorgung des Kraftfahrzeugs mit elektrischer Energie. Die elektrische Energie wird beispielsweise verwendet, um einen Energieverbraucher des Kraftfahrzeugs zu betreiben. Der Energieverbraucher liegt beispielsweise in Form eines Energiespeichers des Kraftfahrzeugs vor, der zur Zwischenspeicherung von elektrischer Energie dient. Der Energiespeicher ist vorzugsweise als Traktionsbatterie ausgestaltet, also als Energiespeicher für einen Traktionsantrieb des Kraftfahrzeugs, mittels welchem ein auf das Antreiben des Kraftfahrzeugs gerichtetes Antriebsdrehmoment bereitgestellt werden kann beziehungsweise zumindest zeitweise bereitgestellt wird.
Die Energieversorgungsanordnung weist bevorzugt als wesentliche Bestandteile eine stationäre Ladestation abseits des Kraftfahrzeugs und die Ladebuchse an Bord des Kraftfahrzeugs auf. Die Ladestation ist an eine Energiequelle beziehungsweise Stromquelle angeschlossen, vorzugsweise permanent. Zumindest zeitweise wird die von der Energiequelle bereitgestellte elektrische Energie über die Ladestation an die Ladebuchse übertragen und insoweit über diese dem Kraftfahrzeug bereitgestellt, beispielsweise zum Betreiben des Energieverbrauchers, insbesondere zum Aufladen des Energiespeichers. Die Ladestation ist vorzugsweise im Wesentlichen ortsfest ausgebildet, beispielsweise ist sie zumindest teilweise und/oder zumindest zeitweise in einem Untergrund aufgenommen, auf welchem das Kraftfahrzeug angeordnet ist.
Die Ladestation und die Ladebuchse dienen zur Herstellung der konduktiven Steckverbindung. Im Rahmen der konduktiven Steckverbindung erfolgt die Übertragung der elektrischen Energie von der Ladestation an das Kraftfahrzeug beziehungsweise die Ladebuchse durchgehend konduktiv, also leitend. Hierzu verfügt die Ladestation über den Ladestecker, welcher zum Herstellen der konduktiven Steckverbindung in die Ladebuchse einbringbar ist. Der Ladestecker ist in Richtung des Kraftfahrzeugs ausfahrbar. Das bedeutet, dass der Ladestecker in wenigstens zwei unterschiedlichen Stellungen anordenbar ist. Beispielsweise ist er in einer ersten Stellung von der Ladebuchse entfernt angeordnet, wohingegen er in einer zweiten Stellung zum Herstellen der konduktiven Steckverbindung an ihr anliegt beziehungsweise in sie eingreift.
Besonders bevorzugt ist der Ladestecker in der ersten Stellung vollständig in dem Untergrund aufgenommen. Beispielsweise ist in der ersten Stellung eine dem Kraftfahrzeug zugewandte Oberseite des Ladesteckers bündig mit dem Untergrund und/oder einer Abdeckung der Ladestation angeordnet. Das bedeutet, dass der Ladestecker in seiner ersten Stellung nicht über den Untergrund beziehungsweise die Abdeckung übersteht, sondern bündig mit dem Untergrund beziehungsweise der Abdeckung abschließt. Auf diese Art und Weise ist der Ladestecker zuverlässig vor äußeren Einflüssen geschützt. Die Abdeckung liegt beispielsweise in Form einer Bodenplatte der Ladestation vor, wobei die Bodenplatte vorzugsweise mit dem Untergrund bündig abschließt.
Der Ladestecker weist vorzugsweise einen zylindrischen Grundkörper auf, der eine dem Kraftfahrzeug zugewandte Stirnseite - entsprechend der dem Kraftfahrzeug zugewandten Oberseite - sowie eine Mantelfläche aufweist. Die Stirnseite ist von der Mantelfläche in Umfangsrichtung bezüglich einer Längsmittelachse des zylindrischen Grundkörpers vollständig umgriffen. Der Grundkörper kann grundsätzlich beliebig zylindrisch ausgestaltet sein. Besonders bevorzugt ist er jedoch kreiszylindrisch, weist also eine runde Stirnseite auf, von welcher die Mantelfläche mit ebenfalls rundem Querschnitt ausgeht.
Der Ladestecker verfügt über den wenigstens einen elektrischen Kontakt zur Herstellung der konduktiven Steckverbindung. Der elektrische Kontakt steht in wenigstens einer Stellung des Ladesteckers und entsprechender Anordnung des Kraftfahrzeugs beziehungsweise der Ladebuchse in konduktiver elektrischer Verbindung mit dem elektrischen Gegenkontakt der Ladebuchse. In dieser Stellung liegt insoweit die konduktive Steckverbindung zwischen dem Ladestecker und der Ladebuchse und insoweit zwischen der Energiequelle und dem Energieverbraucher, vorzugsweise dem Energiespeicher, über den wenigstens einen elektrischen Gegenkontakt und den mit dem elektrischen Gegenkontakt in konduktiver Verbindung stehenden elektrischen Kontakt vor.
Der elektrische Kontakt ist an der Mantelfläche des Ladesteckers beziehungsweise des Grundkörpers angeordnet. Besonders bevorzugt liegt an der Stirnseite des Ladesteckers kein elektrischer Kontakt vor, sodass also der elektrische Kontakt ausschließlich an beziehungsweise auf der Mantelfläche angeordnet ist. Liegen mehrere elektrische Kontakte an dem Ladestecker vor, so sind diese vorzugsweise in Umfangsrichtung über den Umfang des Grundkörpers verteilt angeordnet, insbesondere gleichmäßig verteilt. Zusätzlich oder alternativ kann es vorgesehen sein, dass die elektrischen Kontakte in axialer Richtung bezüglich der Längsmittelachse miteinander fluchten, in Überdeckung miteinander vorliegen, aneinander angrenzen oder beabstandet voneinander angeordnet sind.
Ganz grundsätzlich ist also eine beliebige Verteilung der elektrischen Kontakte an der Mantelfläche zulässig, solange die elektrischen Kontakte derart angeordnet sind, dass sie nach bestimmungsgemäßer Anordnung des Ladesteckers in der Ladebuchse mit den elektrischen Gegenkontakten in konduktiver elektrischer Verbindung vorliegen. Besonders bevorzugt ist jedem der elektrischen Kontakte jeweils wenigstens ein elektrischer Gegenkontakt der Ladebuchse zugeordnet, insbesondere genau ein elektrischer Gegenkontakt, und umgekehrt. Nach dem Einbringen des Ladesteckers in die Ladebuchse steht insoweit jeder der elektrischen Kontakte in konduktiver Verbindung mit jeweils wenigstens einem der elektrischen Gegenkontakte, insbesondere mit genau einem der elektrischen Gegenkontakte.
Um ein dauerhaft zuverlässiges Herstellen der konduktiven Steckverbindung zu ermöglichen, ist der Grundkörper besonders bevorzugt von einem Schutzring umgriffen, welcher verlagerbar an dem zylindrischen Grundkörper angeordnet und/oder gelagert ist. Der Schutzring ist insoweit in unterschiedlichen Stellungen anordenbar, nämlich zumindest in einer ersten Stellung und in einer zweiten Stellung. In der ersten Stellung umgreift der Schutzring den Grundkörper derart, dass er den wenigstens einen Kontakt vollständig abdeckt, also mit diesem in Überdeckung vorliegt und ihn vollständig übergreift. In der zweiten Stellung hingegen gibt der Schutzring den elektrischen Kontakt frei, sodass er mit dem Gegenkontakt der Ladebuchse in konduktive elektrische Verbindung treten kann.
Der Schutzring ist besonders bevorzugt derart ausgebildet und/oder an dem Grundkörper angeordnet beziehungsweise gelagert, dass eine Stirnseite des Schutzrings in der ersten Stellung mit der Stirnseite des Grundkörpers fluchtet. Das bedeutet, dass in der beschriebenen ersten Stellung des Ladesteckers nicht nur die Stirnseite des Grundkörpers beziehungsweise seine Oberseite mit dem Untergrund beziehungsweise der Abdeckung der Ladestation fluchten, sondern zusätzlich auch die Stirnseite des Schutzrings. Hierdurch ist ein zuverlässiger Schutz des elektrischen Kontakts vor äußeren Einflüssen realisiert.
Zudem überläuft der Schutzring bei seiner Verlagerung zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung beziehungsweise umgekehrt vorzugsweise den elektrischen Kontakt, sodass der Schutzring eine Reinigung des elektrischen Kontakts bewirkt. Beispielsweise weist der Schutzring zu diesem Zweck eine dem mechanischen Kontakt zugewandte Reinigungseinrichtung, insbesondere in Form einer Reinigungsbürste oder dergleichen, auf. Diese ist derart angeordnet, dass sie bei einer Verlagerung des Schutzrings zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung beziehungsweise umgekehrt den elektrischen Kontakt reinigend überfährt.
Vor dem Einbringen des Ladesteckers in die Ladebuchse ist es notwendig, den Schutzring aus seiner ersten Stellung in die zweite Stellung zu verlagern, um das Herstellen der konduktiven Steckverbindung zu ermöglichen, also das Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen dem elektrischen Kontakt und dem elektrischen Gegenkontakt. Es kann vorgesehen sein, dass das Verlagern des Schutzrings aus der ersten Stellung in die zweite Stellung während des Ausfahrens des Ladesteckers vorgenommen wird, also gleichzeitig mit diesem. Hierbei kann es vorgesehen sein, den Schutzring bereits zu Beginn des Ausfahrens des Ladesteckers oder zumindest vor dem Erreichen der Ladebuchse durch den Ladestecker vorzunehmen.
Besonders bevorzugt wird der Schutzring jedoch erst bei dem Erreichen der Ladebuchse durch den Ladestecker aus der ersten Stellung in seine zweite Stellung verlagert, insbesondere während der Schutzring an der Ladebuchse anliegt. Hierdurch wird besonders effektiv eine Verschmutzung des elektrischen Kontakts verhindert, weil durch das Anliegen des Schutzrings an der Ladebuchse ein zuverlässiger Schutz des elektrischen Kontakts vor äußeren Einflüssen realisiert ist.
Beispielsweise ist es vorgesehen, das Verlagern des Schutzrings durch das Anliegen des Schutzrings an der Ladebuchse und das gleichzeitige Ausfahren des Ladesteckers zu bewirken. Hierzu weist die Ladebuchse einen Anlagering für den Schutzring auf, der eine Steckeraufnahme der Ladebuchse in Umfangsrichtung umgreift. Während des Ausfahrens des Ladesteckers gerät der Schutzring in Anlagekontakt mit dem Anlagering. Bei einem weiteren Ausfahren des Ladesteckers in Richtung der Ladebuchse wird der Schutzring aus seiner ersten Stellung in seine zweite Stellung gedrängt, während gleichzeitig der Kontakt in die Steckeraufnahme eingefahren wird.
Entsprechend ist stets eine Kapselung des elektrischen Kontakts gegenüber der Außenumgebung mittels des Schutzrings erzielt. Bei einer derartigen Ausgestaltung kann zudem auf einen separaten Antrieb zur Verlagerung des Schutzrings verzichtet werden, wenngleich ein solcher selbstverständlich vorgesehen sein kann, beispielsweise in Form eines elektromotorischen oder eines elektromagnetischen Stellantriebs.
Um eine zuverlässige konduktive Kontaktierung zwischen dem Kontakt der Ladestation und dem Gegenkontakt der Ladebuchse zu erzielen, ist es notwendig, etwaige Toleranzen zwischen dem Ladestecker und der Ladebuchse zuverlässig auszugleichen. Hierzu ist der elektrische Gegenkontakt bezüglich der Längsmittelachse der Ladebuchse in radialer Richtung verlagerbar beziehungsweise verlagerbar gelagert. Die Lagerung des elektrischen Gegenkontakts ist derart vorgesehen und ausgestaltet, dass der Gegenkontakt zwischen der ersten Gegenkontaktstellung und der zweiten Gegenkontaktstellung verlagerbar ist.
Beispielsweise ist der elektrische Gegenkontakt in der ersten Gegenkontaktstellung in radialer Richtung bezüglich der Längsmittelachse gesehen weiter außenliegend angeordnet als in der zweiten Gegenkontaktstellung. Bevorzugt liegt der Gegenkontakt in der ersten Gegenkontaktstellung beabstandet von dem Ladestecker beziehungsweise dessen Kontakt vor, wohingegen er in der zweiten Gegenkontaktstellung an dem Ladestecker beziehungsweise dem Kontakt des Ladesteckers anliegt. Sind mehrere Gegenkontakte vorgesehen, so sind diese bevorzugt in Umfangsrichtung um die Längsmittelachse der Ladebuchse herum verteilt angeordnet, insbesondere gleichmäßig verteilt.
In der ersten Gegenkontaktstellung weisen die Gegenkontakte jeweils einen Abstand zu der Längsmittelachse auf, welcher größer ist als ein Radius des Ladesteckers beziehungsweise des zylindrischen Grundkörpers des Ladesteckers. In der zweiten Gegenkontaktstelle entspricht hingegen der Abstand der Gegenkontakte zu der Längsmittelachse jeweils dem Radius des Ladesteckers beziehungsweise des Grundkörpers, sodass schlussendlich die Gegenkontakte an dem Ladestecker beziehungsweise Kontakten des Ladesteckers elektrisch leitend anliegen.
Die Ladebuchse weist weiterhin den Stellring auf, welcher um die Längsmittelachse drehbar gelagert ist. Die Längsmittelachse kann insoweit auch als Drehachse bezeichnet werden. Der Stellring verfügt über die wenigstens eine Stellrampe, welche einer Verlagerung des Gegenkontakts in radialer Richtung dient. Liegt der Stellring in seiner ersten Drehwinkelstellung vor, so lässt die Stellrampe die Verlagerung des Gegenkontakts in die erste Gegenkontaktstellung zu, insbesondere indem sie im Bereich des Gegenkontakts weiter von der Längsmittelachse entfernt ist als in der zweiten Drehwinkelstellung. In der zweiten Drehwinkelstellung hingegen drängt die Stellrampe den elektrischen Gegenkontakt in die zweite Gegenkontaktstellung, also vorzugsweise auf die Längsmittelachse und/oder den Ladestecker zu. Durch eine derartige Ausgestaltung der Ladebuchse wird ein zuverlässiger Toleranzausgleich zwischen dem Kontakt und dem Gegenkontakt realisiert.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Stellring mechanisch mit einem Aktuator gekoppelt ist, der zur Verlagerung des Stellrings zwischen der ersten Drehwinkelstellung und der zweiten Drehwinkelstellung vorgesehen und ausgebildet ist, und/oder dass der Stellring mechanisch mit einer Rückstelleinrichtung gekoppelt ist, die den Stellring in Richtung der ersten Drehwinkelstellung drängt. Beispielsweise dient der Aktuator zur gezielten Verlagerung des Stellrings in die zweite Drehwinkelstellung. Bei einer Betätigung des Aktuators verlagert dieser also beispielsweise den Stellring aus der ersten Drehwinkelstellung heraus und in Richtung der zweiten Drehwinkelstellung beziehungsweise in diese hinein. Der Aktuator liegt zum Beispiel in Form eines elektromotorischen Aktuators oder eines elektromagnetischen Aktuators vor.
Bevorzugt ist der Aktuator derart ausgestaltet, dass er lediglich dann eine Stellkraft auf den Stellring zu dessen Verlagerung ausübt, solange er entsprechend angesteuert wird. Entfällt die Ansteuerung, wird also beispielsweise der Aktuator nicht mehr bestromt, so lässt er eine Verlagerung des Stellrings zu, insbesondere eine Verlagerung aus der zweiten Drehwinkelstellung heraus und/oder in Richtung der ersten Drehwinkelstellung. Wird der Aktuator also nicht angesteuert beziehungsweise bestromt, so bewirkt er weder eine Stellkraft, noch eine eine Verlagerung des Stellrings verhindernde Haltekraft auf diesen.
Zusätzlich oder alternativ ist die Rückstelleinrichtung vorgesehen. Diese ist mechanisch mit dem Stellring gekoppelt und drängt den Stellring in Richtung der ersten Drehwinkelstellung, insbesondere in diese hinein, bevorzugt permanent. Die Rückstelleinrichtung weist zu diesem Zweck beispielsweise ein Federelement auf, welches zumindest nach einer Verlagerung des Stellrings aus der ersten Drehwinkelstellung heraus eine Stellkraft auf den Stellring bewirkt, die diesen in Richtung der ersten Drehwinkelstellung drängt. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das Federelement vorgespannt ist, sodass es bereits in der ersten Drehwinkelstellung des Stellrings eine Stellkraft beziehungsweise eine Rückstellkraft auf diesen bewirkt, die ihn in Richtung der ersten Drehwinkelstellung drängt und mithin auf ein Halten des Stellrings in der ersten Drehwinkelstellung gerichtet ist. Eine derartige Ausgestaltung ermöglicht eine rasche und zuverlässige Herstellung und/oder Aufhebung der konduktiven Kontaktierung.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Ladebuchse ein Arretierungselement aufweist, das bezüglich der Längsmittelachse in radialer Richtung zwischen einer ersten Arretierungselementstellung und einer von der ersten Arretierungselementstellung verschiedenen zweiten Arretierungselementstellung verlagerbar gelagert ist, wobei der Stellring eine Arretierungselementstellrampe aufweist, die in der ersten Drehwinkelstellung eine Verlagerung des Arretierungselements in die erste Arretierungselementstellung zulässt und in der zweiten Drehwinkelstellung das Arretierungselement in die zweite Arretierungselementstellung drängt. Für das Arretierungselement gilt insoweit das für den elektrischen Gegenkontakt Gesagte in analoger Anwendung.
Das Arretierungselement dient jedoch nicht der konduktiven Kontaktierung, sondern dem Festsetzen des Ladesteckers in der Ladebuchse, insbesondere in radialer Richtung und/oder in axialer Richtung. Vorzugsweise liegen mehrere Arretierungselemente vor, die in Umfangsrichtung bezüglich der Längsmittelachse verteilt angeordnet sind, insbesondere gleichmäßig verteilt. Beispielsweise sind wenigstens drei Arretierungselemente vorgesehen, um ein Zentrieren des Ladesteckers in der Ladebuchse mittels der Arretierungselemente zu ermöglichen. Die Verlagerung des Arretierungselements erfolgt analog zu der Verlagerung des Gegenkontakts mittels der Arretierungselementstellrampe.
Es kann vorgesehen sein, dass mittels des Arretierungselements beziehungsweise der mehreren Arretierungselemente lediglich eine Zentrierung des Ladesteckers in der Ladebuchse in radialer Richtung bezüglich der Längsmittelachse erfolgt. Hierzu liegen die Arretierungselemente in der zweiten Arretierungselementstellung an einem Außenumfang des Ladesteckers beziehungsweise des zylindrischen Grundkörpers des Ladesteckers an und drängen diesen in eine zentrierte Stellung. Beispielsweise weisen das Arretierungselement beziehungsweise die Arretierungselemente jeweils ein Federelement auf, welches eine in Richtung der Längsmittelachse gerichtete Federwirkung auf den Ladestecker bewirkt, sodass eine federnde Zentrierung des Ladesteckers in der Ladebuchse mittels des Arretierungselements beziehungsweise der Arretierungselemente erzielt ist.
Zusätzlich oder alternativ kann das Arretierungselement den Ladestecker in der Ladebuchse in axialer Richtung bezüglich der Längsmittelachse festsetzen. Hierzu greift das Arretierungselement vorzugsweise in eine Ausnehmung des Ladesteckers formschlüssig ein, sodass der Ladestecker bezüglich des Arretierungselements und mithin der Ladebuchse formschlüssig festgesetzt ist, solange sich das Arretierungselement in der zweiten Arretierungselementstellung befindet. In der ersten Arretierungselementstellung hingegen liegt das Arretierungselement außer Eingriff mit dieser Ausnehmung vor, sodass der Ladestecker bezüglich der Ladebuchse verlagerbar ist. Die beschriebene Ausgestaltung der Ladebuchse ermöglicht ein zuverlässiges Festsetzen des Ladesteckers bezüglich der Ladebuchse.
Besonders bevorzugt kann es in einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen sein, auf den Ladestecker nach seinem Einbringen in die Ladebuchse eine Vorspannung aufzubringen, nämlich eine in die der Ladebuchse abgewandte Richtung gerichtete Vorspannung. In anderen Worten wird die Ladebuchse nach Anordnung in ihrer zweiten Stellung, also in der Ladebuchse, und erfolgter Arretierung mittels des Arretierungselements in Richtung ihrer ersten Stellung vorgespannt. Zum Beispiel ist hierzu der Ladestecker über ein elastisches Element, insbesondere eine Vorspannfeder, verlagerbar. Die beschriebene Vorspannung bewirkt, dass der Ladestecker bei einem Freigeben durch das wenigstens eine Arretierungselement aus der Ladebuchse herausgezogen wird, selbst wenn ein Defekt oder ein Stromausfall auftritt.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der elektrische Gegenkontakt als Energieübertragungsgegenkontakt vorliegt und die Ladebuchse zusätzlich wenigstens einen Signalübertragungsgegenkontakt aufweist, der bezüglich der Längsmittelachse in radialer Richtung zwischen einer ersten Signalübertragungsgegenkontaktstellung und einer von der ersten Signalübertragungsgegenkontaktstellung verlagerbar gelagert ist, wobei der Stellring eine Signalübertragungsgegenkontaktstellrampe aufweist, die in der ersten Drehwinkelstellung eine Verlagerung des Signalübertragungsgegenkontakts in die erste Signalübertragungsgegenkontaktstellung zulässt und in der zweiten Drehwinkelstellung den Signalübertragungsgegenkontakt in die zweite Signalübertragungsgegenkontaktstellung drängt. Um Wiederholungen zu vermeiden, wird hinsichtlich des Signalübertragungsgegenkontakts auf die Ausführungen zu dem elektrischen Gegenkontakt verwiesen. Die Ausgestaltung und die Verlagerung erfolgt analog.
Der Energieübertragungsgegenkontakt dient dem Übertragen von elektrischer Energie mit höherer Leistung als der Signalübertragungsgegenkontakt. Beispielsweise ist die mittels des Energieübertragungsgegenkontakts übertragbare elektrische Leistung um einen Faktor von mindestens 10, mindestens 100 oder mindestens 1000 größer als die mittels des Signalübertragungsgegenkontakts übertragbare elektrische Leistung. Vorzugsweise wird über den Energieübertragungsgegenkontakt die konduktive Steckverbindung zur Versorgung des Kraftfahrzeugs mit elektrischer Energie hergestellt, also schlussendlich die elektrische Verbindung zwischen der Ladestation und/oder der Energiequelle einerseits sowie dem Energieverbraucher des Kraftfahrzeugs andererseits.
Der Signalübertragungsgegenkontakt dient hingegen bevorzugt lediglich dem Feststellen einer ordnungsgemäß hergestellten konduktiven Steckverbindung. Bevorzugt ist es vorgesehen, den Energieübertragungskontakt vollständig elektrisch von der Energiequelle zu separieren und/oder den Energieübertragungsgegenkontakt vollständig elektrisch von dem Energieverbraucher zu separieren, bis der Signalübertragungsgegenkontakt das ordnungsgemäße Herstellen der konduktiven Steckverbindung anzeigt. Erst dann wird die elektrische Verbindung zwischen dem Energieübertragungskontakt und der Energiequelle und/oder zwischen dem Energieübertragungsgegenkontakt und dem Energieverbraucher hergestellt, sodass das Kraftfahrzeug beziehungsweise der Energieverbraucher mit elektrischer Energie über den Energieübertragungsgegenkontakt versorgt wird. Hierdurch wird wiederum eine zuverlässige Herstellung der konduktiven Kontaktierung umgesetzt.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der elektrische Gegenkontakt und/oder der Signalübertragungsgegenkontakt und/oder das Arretierungselement jeweils mit einer in Richtung der ersten Gegenkontaktstellung, Signalübertragungsgegenkontaktstellung beziehungsweise Arretierungselementstellung wirkenden Federkraft beaufschlagt sind. Die jeweils wirkende Federkraft drängt insoweit den elektrischen Gegenkontakt in Richtung der ersten Gegenkontaktstellung, den Signalübertragungsgegenkontakt in Richtung der ersten Signalübertragungsgegenkontaktstellung und/oder das Arretierungselement in Richtung der ersten Arretierungselementstellung. Die Federkraft kann insoweit auch als Rückstellkraft bezeichnet werden, welche der von dem Stellring auf den Gegenkontakt, den Signalübertragungsgegenkontakt beziehungsweise das Arretierungselement bewirkten Stellkraft entgegenwirkt. Hierdurch wird sichergestellt, dass die konduktive Kontaktierung stets zuverlässig gelöst werden kann, sobald der Stellring aus der zweiten Drehwinkelstellung heraus in Richtung der ersten Drehwinkelstellung verlagert wird.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Signalübertragungsgegenkontakt mit dem Arretierungselement mechanisch derart gekoppelt ist, dass bei einer Verlagerung des Arretierungselements aus der zweiten Arretierungselementstellung heraus der Signalübertragungsgegenkontakt aus der zweiten Signalübertragungsgegenkontaktstellung herausgedrängt wird. Hierdurch wird sichergestellt, dass mechanische äußere Einflüsse auf das Arretierungselement zugleich auf den Signalübertragungsgegenkontakt wirken. Wird beispielsweise das Arretierungselement aufgrund äußerer Einflüsse verlagert, so wird der Signalübertragungsgegenkontakt aus der zweiten Signalübertragungsgegenkontaktstellung herausgedrängt, sodass eine elektrische Kontaktierung zwischen dem Signalübertragungsgegenkontakt und einem Signalübertragungskontakt des Ladesteckers unterbrochen wird.
Wird eine solche Unterbrechung festgestellt, so wird bevorzugt eine Energieübertragung zwischen der Ladestation und dem Kraftfahrzeug unterbrochen, insbesondere durch ein Unterbrechen der elektrischen Verbindung zwischen der Energiequelle und dem Ladestecker und/oder dem Energieverbraucher und der Ladebuchse. Hierdurch wird eine hohe Sicherheit erzielt. Die äußeren Einflüsse können beispielsweise aufgrund einer Verlagerung des Kraftfahrzeugs auftreten, beispielsweise im Falle eines Auffahrunfalls oder aufgrund einer Verlagerung des Fahrzeugs durch Rettungskräfte oder ähnliches.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass in der ersten Drehwinkelstellung die Stellrampe einen ersten Abstand in Umfangsrichtung von dem elektrischen Gegenkontakt und/oder die Signalübertragungsgegenkontaktstellrampe einen zweiten Abstand in Umfangsrichtung von dem Signalübertragungsgegenkontakt und/oder die Arretierungselementstellrampe einen dritten Abstand in Umfangsrichtung von dem Arretierungselement aufweist, wobei der erste Abstand kleiner ist als der zweite Abstand und/oder der dritte Abstand kleiner ist als der erste Abstand und/oder der zweite Abstand. Das bedeutet, dass bei einer Verlagerung des Stellrings aus der ersten Drehwinkelstellung heraus in Richtung der zweiten Drehwinkelstellung der Gegenkontakt, der Signalübertragungsgegenkontakt und das Arretierungselement bei unterschiedlichen Drehwinkelstellungen des Stellrings in radialer Richtung verlagert werden.
Beispielsweise ist es vorgesehen, dass bei der Verlagerung des Stellrings zunächst das Arretierungselement, anschließend der Gegenkontakt und schließlich der Signalübertragungsgegenkontakt verlagert werden, sodass zuerst der Ladestecker mittels des Arretierungselements festgesetzt, nachfolgend der Gegenkontakt in Anlagekontakt mit dem elektrischen Kontakt des Ladesteckers gerät und schließlich die elektrische Verbindung zwischen dem Signalübertragungsgegenkontakt und dem Signalübertragungskontakt des Ladesteckers hergestellt wird, jeweils zeitlich beabstandet voneinander.
Wird der Stellring aus der zweiten Drehwinkelstellung heraus in Richtung der ersten Drehwinkelstellung verlagert, so ist bevorzugt die umgekehrte Reihenfolge vorgesehen. Entsprechend wird zunächst der Signalübertragungsgegenkontakt von dem Signalübertragungskontakt entfernt, anschließend der Gegenkontakt von dem Kontakt und schließlich die Arretierung des Ladesteckers mittels des Arretierungselements gelöst. Dies wird durch entsprechende Wahl der Abstände beziehungsweise durch eine entsprechende Ausgestaltung der Stellrampe, der Signalübertragungsgegenkontaktstellrampe und der Arretierungselementstellrampe bewirkt. Hierdurch wird eine hohe Sicherheit der Ladebuchse beziehungsweise der Energieversorgungsanordnung erzielt.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht einen elektrischen Umschalter vor, der bei Erreichen der zweiten Drehwinkelstellung den Aktuator von einem Bordnetz des Kraftfahrzeugs elektrisch entkoppelt und elektrisch mit dem elektrischen Gegenkontakt und/oder dem Signalübertragungsgegenkontakt verbindet, sodass der Aktuator über diesen mit elektrischem Strom zum Halten des Stellrings in der zweiten Drehwinkelstellung beaufschlagt ist. In jedem Fall soll nach dem Umschalten der Aktuator lediglich dann zum Halten des Stellrings in der zweiten Drehwinkelstellung angesteuert werden, solange der Gegenkontakt mit dem Kontakt und/oder der Signalübertragungsgegenkontakt mit dem Signalübertragungskontakt in elektrischer Verbindung steht.
Entfällt eine der elektrischen Verbindungen, so soll der Aktuator nicht mehr mit elektrischem Strom beaufschlagt werden und entsprechend den Stellring nicht mehr in der zweiten Drehwinkelstellung halten. Dieser kann insoweit aus der zweiten Drehwinkelstellung heraus in Richtung der ersten Drehwinkelstellung verlagert werden, beispielsweise mittels der Rückstelleinrichtung. Der Umschalter dient beispielsweise dazu, das Ansteuern des Aktuators zur Verlagerung des Stellrings aus der ersten Drehwinkelstellung heraus in Richtung der zweiten Drehwinkelstellung heraus in Richtung der zweiten Drehwinkelstellung zunächst mit elektrischer Energie vorzunehmen, die beispielsweise aus einem Bordnetz des Kraftfahrzeugs stammt, insbesondere aus dem Energiespeicher.
Nach dem Erreichen der zweiten Regelstellung entkoppelt der Umschalter den Aktuator von dem Bordnetz beziehungsweise dem Energiespeicher und verbindet ihn mit dem Gegenkontakt beziehungsweise dem Signalübertragungsgegenkontakt. Nunmehr wird also der Aktuator mit elektrischer Energie angesteuert, die über den Gegenkontakt beziehungsweise den Signalübertragungsgegenkontakt übertragen wird. Entfällt diese, wird der Stellring von dem Aktuator freigegeben. Hierdurch wird eine hohe Sicherheit erzielt.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Energieversorgungsanordnung zur Versorgung eines Kraftfahrzeugs mit elektrischer Energie über eine konduktive Steckverbindung, mit einer stationären Ladestation und einer an Bord des Kraftfahrzeugs angeordneten Ladebuchse, insbesondere einer Ladebuchse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ladebuchse über wenigstens einen elektrischen Gegenkontakt zur konduktiven Kontaktierung eines Kontakts der Ladestation verfügt und die Ladestation einen in Richtung des Kraftfahrzeugs ausfahrbaren Ladestecker aufweist.
Dabei ist vorgesehen, dass der elektrische Gegenkontakt bezüglich einer Längsmittelachse der Ladebuchse in radialer Richtung zwischen einer ersten Gegenkontaktstellung und einer von der ersten Gegenkontaktstellung verschiedenen zweiten Gegenkontaktstellung verlagerbar gelagert ist, wobei die Ladebuchse über einen um die Längsmittelachse drehbar gelagerten Stellring verfügt, der wenigstens eine Stellrampe aufweist, die in einer ersten Drehwinkelstellung des Stellrings eine Verlagerung des elektrischen Gegenkontakts in die erste Gegenkontaktstellung zulässt und in einer zweiten Drehwinkelstellung des Stellrings den elektrischen Gegenkontakt in die zweite Gegenkontaktstellung drängt.
Auf die Vorteile einer derartigen Ausgestaltung der Energieversorgungsanordnung beziehungsweise der Ladebuchse wurde bereits hingewiesen. Sowohl die Energieversorgungsanordnung als auch die Ladebuchse können gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.
Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zum Betreiben einer Ladebuchse für eine Energieversorgungsanordnung zur Versorgung eines Kraftfahrzeugs mit elektrischer Energie über eine konduktive Steckverbindung, insbesondere einer Ladebuchse gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung, wobei die Ladebuchse über wenigstens einen elektrischen Gegenkontakt zur konduktiven Kontaktierung eines Kontakts einer Ladestation verfügt.
Dabei ist vorgesehen, dass der elektrische Gegenkontakt bezüglich einer Längsmittelachse der Ladebuchse in radialer Richtung zwischen einer ersten Gegenkontaktstellung und einer von der ersten Gegenkontaktstellung verschiedenen zweiten Gegenkontaktstellung verlagerbar gelagert ist, wobei die Ladebuchse über einen um die Längsmittelachse drehbar gelagerten Stellring verfügt, der wenigstens eine Stellrampe aufweist, die in einer ersten Drehwinkelstellung des Stellrings eine Verlagerung des elektrischen Gegenkontakts in die erste Gegenkontaktstellung zulässt und in einer zweiten Drehwinkelstellung des Stellrings den elektrischen Gegenkontakt in die zweite Gegenkontaktstellung drängt, und wobei zum Herstellen der konduktiven Kontaktierung des Kontakts durch Verlagern des Stellrings in Richtung der zweiten Drehwinkelstellung der elektrische Gegenkontakt in Richtung der zweiten Gegenkontaktstellung verlagert wird.
Erneut wird auf die Vorteile und mögliche Ausgestaltungen der Ladebuchse, der Energieversorgungsanordnung sowie des Verfahrens auf die Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung verwiesen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt die einzige

Figur eine schematische Darstellung einer Ladebuchse sowie eines darin angeordneten Ladesteckers einer Energieversorgungsanordnung.

Die Figur zeigt eine schematische Darstellung eines Bereichs einer Energieversorgungsanordnung 1, die eine Ladebuchse 2 sowie einen Ladestecker 3 aufweist. Der Ladestecker 3 verfügt über einen zylindrischen Grundkörper 4, an dessen Mantelfläche 5 wenigstens ein elektrischer Kontakt 6 sowie ein Signalübertragungskontakt 7 angeordnet sind. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel liegen sowohl mehrere Kontakte 6 als auch mehrere Signalübertragungskontakte 7 vor. Die Kontakte 6 sind als Energieübertragungskontakte ausgestaltet.
Die Ladebuchse 2 weist wenigstens einen elektrischen Gegenkontakt 8, wenigstens einen Signalübertragungsgegenkontakt 9 sowie wenigstens ein Arretierungselement 10 auf. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind jeweils mehrere Gegenkontakte 8, mehrere Signalübertragungsgegenkontakte 9 und mehrere Arretierungselemente 10 vorgesehen und ausgebildet. Der Gegenkontakt 8 liegt in Form eines Energieübertragungsgegenkontakts vor. Der Gegenkontakt dient der Kontaktierung des Kontakts 6 und der Signalübertragungsgegenkontakt 9 der Kontaktierung des Signalübertragungskontakts 7. Das Arretierungselement 10 ist hingegen zur Arretierung beziehungsweise Zentrierung des Ladesteckers 3 in der Ladebuchse 2 vorgesehen und ausgebildet.
Der Gegenkontakt 8, der Signalübertragungsgegenkontakt 9 und das Arretierungselement 10 sind jeweils in radialer Richtung bezüglich einer Längsmittelachse 11 verlagerbar gelagert. Der Gegenkontakt 8 ist zwischen einer ersten Gegenkontaktstellung und einer zweiten Gegenkontaktstellung, der Signalübertragungsgegenkontakt 9 zwischen einer ersten Signalübertragungsgegenkontaktstellung und einer zweiten Signalübertragungsgegenkontaktstellung und das Arretierungselement 10 zwischen einer ersten Arretierungselementstellung und einer zweiten Arretierungselementstellung verlagerbar.
Eine Verlagerung des Gegenkontakts 8, des Signalübertragungsgegenkontakts 9 und des Arretierungselements 10 wird mittels eines Stellrings 12 bewirkt, welcher über wenigstens eine Stellrampe 13 zur Verlagerung des Gegenkontakts 8, eine Signalübertragungsgegenkontaktstellrampe 14 zur Verlagerung des Signalübertragungsgegenkontakts 9 sowie eine Arretierungselementstellrampe 15 zur Verlagerung des Arretierungselements 10 aufweist. Bevorzugt ist jedem Gegenkontakt 8 eine solche Stellrampe 13, jedem der Signalübertragungsgegenkontakte 9 eine solche Signalübertragungsgegenkontaktstellrampe 14 und jedem Arretierungselement 10 eine solche Arretierungselementstellrampe 15 zugeordnet beziehungsweise jeweils eine solche an dem Stellring 12 ausgebildet.
Zum Beaufschlagen des Gegenkontakts 8, des Signalübertragungsgegenkontakts 9 und des Arretierungselements 10 mit der jeweiligen Stellrampe 13, 14 beziehungsweise 15 ist der Stellring 12 um die Längsmittelachse 11 drehbar gelagert, welche insoweit auch als Drehachse bezeichnet werden kann. Die Verlagerung des Stellrings 12 zwischen einer ersten Drehwinkelstellung und einer zweiten Drehwinkelstellung wird mittels eines Aktuators 16 bewirkt, der mechanisch mit dem Stellring 12 gekoppelt ist, vorzugsweise elastisch über ein Federelement 17. Beabstandet von dem Aktuator 16 beziehungsweise dem Federelement 17 greift ein weiteres Federelement 18 an dem Stellring 12 an. Dieses ist Bestandteil einer Rückstelleinrichtung 19, die mittels des Federelements 18 eine Rückstellkraft auf den Stellring 12 aufbringt, welche diesen in Richtung der ersten Drehwinkelstellung drängt.
Mit der beschriebenen Ausgestaltung der Ladebuchse 2 wird eine zuverlässige Kontaktierung zwischen dem Kontakt 6 und dem Gegenkontakt 8 sichergestellt. Insbesondere ist mittels der Ladebuchse 2 ein Toleranzausgleich zwischen dem Ladestecker 3 und der Ladebuchse 2 realisiert.
Bezugszeichenliste

1: Energieversorgungsanordnung
2: Ladebuchse
3: Ladestecker
4: Grundkörper
5: Mantelfläche
6: Kontakt
7: Signalübertragungskontakt
8: Gegenkontakt
9: Signalübertragungsgegenkontakt
10: Arretierungselement
11: Längsmittelachse
12: Stellring
13: Stellrampe
14: Signalübertragungsgegenkontaktstellrampe
15: Arretierungselementstellrampe
16: Aktuator
17: Federelement
18: Federelement
19: Rückstelleinrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102014200290 A1 [0002]
DE 102011082092 A1 [0003]
US 9039436 B2 [0004]

Claims

Ladebuchse (2) für eine Energieversorgungsanordnung (1) zur Versorgung eines Kraftfahrzeugs mit elektrischer Energie über eine konduktive Steckverbindung, mit wenigstens einem elektrischen Gegenkontakt (8) zur konduktiven Kontaktierung eines Kontakts (6) einer Ladestation, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Gegenkontakt (8) bezüglich einer Längsmittelachse (11) der Ladebuchse (2) in radialer Richtung zwischen einer ersten Gegenkontaktstellung und einer von der ersten Gegenkontaktstellung verschiedenen zweiten Gegenkontaktstellung verlagerbar gelagert ist, wobei die Ladebuchse (2) über einen um die Längsmittelachse (11) drehbar gelagerten Stellring (12) verfügt, der wenigstens eine Stellrampe (13) aufweist, die in einer ersten Drehwinkelstellung des Stellrings (12) eine Verlagerung des elektrischen Gegenkontakts (8) in die erste Gegenkontaktstellung zulässt und in einer zweiten Drehwinkelstellung des Stellrings (12) den elektrischen Gegenkontakt (8) in die zweite Gegenkontaktstellung drängt.
Ladebuchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellring (12) mechanisch mit einem Aktuator (16) gekoppelt ist, der zur Verlagerung des Stellrings (12) zwischen der ersten Drehwinkelstellung und der zweiten Drehwinkelstellung vorgesehen und ausgebildet ist, und/oder dass der Stellring (12) mechanisch mit einer Rückstelleinrichtung (19) gekoppelt ist, die den Stellring (12) in Richtung der ersten Drehwinkelstellung drängt.
Ladebuchse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladebuchse (2) ein Arretierungselement (10) aufweist, das bezüglich der Längsmittelachse (11) in radialer Richtung zwischen einer ersten Arretierungselementstellung und einer von der ersten Arretierungselementstellung verschiedenen zweiten Arretierungselementstellung verlagerbar gelagert ist, wobei der Stellring (12) eine Arretierungselementstellrampe (15) aufweist, die in der ersten Drehwinkelstellung eine Verlagerung des Arretierungselements (10) in die erste Arretierungselementstellung zulässt und in der zweiten Drehwinkelstellung das Arretierungselement (10) in die zweite Arretierungselementstellung drängt.
Ladebuchse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Gegenkontakt (8) als Energieübertragungsgegenkontakt vorliegt und die Ladebuchse (2) zusätzlich wenigstens einen Signalübertragungsgegenkontakt (9) aufweist, der bezüglich der Längsmittelachse (11) in radialer Richtung zwischen einer ersten Signalübertragungsgegenkontaktstellung und einer von der ersten Signalübertragungsgegenkontaktstellung verschiedenen zweiten Signalübertragungsgegenkontaktstellung verlagerbar gelagert ist, wobei der Stellring (12) eine Signalübertragungsgegenkontaktstellrampe (14) aufweist, die in der ersten Drehwinkelstellung eine Verlagerung des Signalübertragungsgegenkontakts (9) in die erste Signalübertragungsgegenkontaktstellung zulässt und in der zweiten Drehwinkelstellung den Signalübertragungsgegenkontakt (9) in die zweite Signalübertragungsgegenkontaktstellung drängt.
Ladebuchse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Gegenkontakt (8) und/oder der Signalübertragungsgegenkontakt (9) und/oder das Arretierungselement (10) jeweils mit einer in Richtung der ersten Gegenkontaktstellung, Signalübertragungsgegenkontaktstellung beziehungsweise Arretierungselementstellung wirkenden Federkraft beaufschlagt sind.
Ladebuchse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalübertragungsgegenkontakt (9) mit dem Arretierungselement (10) mechanisch derart gekoppelt ist, dass bei einer Verlagerung des Arretierungselements (10) aus der zweiten Arretierungselementstellung heraus der Signalübertragungsgegenkontakt (9) aus der zweiten Signalübertragungsgegenkontaktstellung herausgedrängt wird.
Ladebuchse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Drehwinkelstellung die Stellrampe (13) einen ersten Abstand in Umfangsrichtung von dem elektrischen Gegenkontakt (8) und/oder die Signalübertragungsgegenkontaktstellrampe (14) einen zweiten Abstand in Umfangsrichtung von dem Signalübertragungsgegenkontakt (9) und/oder die Arretierungselementstellrampe (15) einen dritten Abstand in Umfangsrichtung von dem Arretierungselement (10) aufweist, wobei der erste Abstand kleiner ist als der zweite Abstand und/oder der dritte Abstand kleiner ist als der erste Abstand und/oder der zweite Abstand.
Ladebuchse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen elektrischen Umschalter, der bei Erreichen der zweiten Drehwinkelstellung den Aktuator (16) von einem Bordnetz des Kraftfahrzeugs elektrisch entkoppelt und elektrisch mit dem elektrischen Gegenkontakt (8) und/oder dem Signalübertragungsgegenkontakt (9) verbindet, sodass der Aktuator (16) über diesen mit elektrischem Strom zum Halten des Stellrings (12) in der zweiten Drehwinkelstellung beaufschlagt ist.
Energieversorgungsanordnung (1) zur Versorgung eines Kraftfahrzeugs mit elektrischer Energie über eine konduktive Steckverbindung, mit einer stationären Ladestation und einer an Bord des Kraftfahrzeugs angeordneten Ladebuchse (2), insbesondere einer Ladebuchse (2) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ladebuchse (2) über wenigstens einen elektrischen Gegenkontakt (8) zur konduktiven Kontaktierung eines Kontakts der Ladestation verfügt und die Ladestation einen in Richtung des Kraftfahrzeugs ausfahrbaren Ladestecker (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Gegenkontakt (8) bezüglich einer Längsmittelachse (11) der Ladebuchse (2) in radialer Richtung zwischen einer ersten Gegenkontaktstellung und einer von der ersten Gegenkontaktstellung verschiedenen zweiten Gegenkontaktstellung verlagerbar gelagert ist, wobei die Ladebuchse (2) über einen um die Längsmittelachse (11) drehbar gelagerten Stellring (12) verfügt, der wenigstens eine Stellrampe (13) aufweist, die in einer ersten Drehwinkelstellung des Stellrings (12) eine Verlagerung des elektrischen Gegenkontakts (8) in die erste Gegenkontaktstellung zulässt und in einer zweiten Drehwinkelstellung des Stellrings (12) den elektrischen Gegenkontakt (8) in die zweite Gegenkontaktstellung drängt.
Verfahren zum Betreiben einer Ladebuchse (2) für eine Energieversorgungsanordnung (1) zur Versorgung eines Kraftfahrzeugs mit elektrischer Energie über eine konduktive Steckverbindung, insbesondere einer Ladebuchse (2) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Ladebuchse (2) über wenigstens einen elektrischen Gegenkontakt (8) zur konduktiven Kontaktierung eines Kontakts einer Ladestation verfügt, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Gegenkontakt (8) bezüglich einer Längsmittelachse (11) der Ladebuchse (2) in radialer Richtung zwischen einer ersten Gegenkontaktstellung und einer von der ersten Gegenkontaktstellung verschiedenen zweiten Gegenkontaktstellung verlagerbar gelagert ist, wobei die Ladebuchse (2) über einen um die Längsmittelachse (11) drehbar gelagerten Stellring (12) verfügt, der wenigstens eine Stellrampe (13) aufweist, die in einer ersten Drehwinkelstellung des Stellrings (12) eine Verlagerung des elektrischen Gegenkontakts (8) in die erste Gegenkontaktstellung zulässt und in einer zweiten Drehwinkelstellung des Stellrings (12) den elektrischen Gegenkontakt (8) in die zweite Gegenkontaktstellung drängt, und wobei zum Herstellen der konduktiven Kontaktierung des Kontakts (6) durch Verlagern des Stellrings (12) in Richtung der zweiten Drehwinkelstellung der elektrische Gegenkontakt (8) in Richtung der zweiten Gegenkontaktstellung verlagert wird.