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Die Erfindung betrifft eine Verriegelungseinrichtung einer elektrischen Anschlussvorrichtung für Elektro- oder Hybridfahrzeuge mit einer kraftfahrzeugseitigen Ladesteckdose und einem ladesäulenseitigen Ladestecker, oder umgekehrt, und einem motorisch durch einen Antrieb und mindestens eine Getriebestufe verfahrbaren Riegelelement zur lösbaren Verriegelung des Ladesteckers in der Ladedose, wobei ein Betätigungselement zum manuellen Verfahren des Riegelelements vorgesehen ist.
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Akkumulatoren von Elektro- oder Hybridkraftfahrzeugen müssen regelmäßig mit elektrischer Energie versorgt werden. Das geschieht unter Rückgriff auf eine Ladeinfrastruktur, zu welcher typischerweise eine oder mehrere Ladesäulen gehören. Für den Ladevorgang mit elektrischer Energie wird im Allgemeinen der Ladestecker der Ladesäule mit der kraftfahrzeugseitigen Ladesteckdose gekoppelt. Es kann aber auch umgekehrt vorgegangen werden. Dann ist die Ladesäule mit der Ladesteckdose ausgerüstet, wohingegen kraftfahrzeugseitig der Ladestecker realisiert ist.
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Die lösbare Verriegelung des Ladesteckers gegenüber der Ladesteckdose ist erforderlich, um beispielsweise Gesundheitsgefährdungen von Benutzern zu vermeiden. Denn an dieser Stelle wird im Allgemeinen mit Hochspannung gearbeitet, die mehrere 100 V betragen kann. 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 mithilfe eines Identifikationssignals statt, wie dies grundsätzlich in der
WO 2010/149426 A1 beschrieben wird.
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Die Verstellung des Riegelelementes wird im Stand der Technik nach der
CN 2029695855 U typischerweise mit Hilfe eines elektromotorischen Antriebes vorgenommen. Der elektromotorische Antrieb setzt sich seinerseits aus einem Elektromotor und einem nachgeschalteten oftmals mehrstufigen Getriebe zusammen. Das mehrstufige Getriebe arbeitet seinerseits über einen Nocken auf das Riegelelement.
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Eine andere Verriegelungsvorrichtung insbesondere für einen Ladestecker ist durch die gattungsbildende
DE 10 2011 050 783 A1 bekannt geworden. Auch in diesem Fall ist ein elektromechanischer Antrieb für das Riegelelement vorgesehen, mit dessen Hilfe ein Wechsel zwischen einer Verriegelungsstellung und Entriegelungsstellung des Riegelelementes vorgenommen werden kann. Außerdem wird bereits eine Notentriegelung für einen Notfall angesprochen. Im Rahmen der Notentriegelung wird das Sperrmittel bzw. Riegelelement aus seiner Verriegelungsstellung in seine Entriegelungsstellung überführt.
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Ein solcher Notfall liegt vor bzw. eine Notentriegelung ist unter anderem dann erforderlich, wenn die Fahrzeugelektronik oder der Antrieb für das Riegelelement bzw. Sperrmittel ausfällt. Als Folge hiervon kann der Ladestecker nicht mehr vom Fahrzeug entfernt werden. Dadurch ist eine Weiterfahrt oder auch ein Abschleppen des Fahrzeuges kaum, bzw. mit erhöhtem Aufwand und zusätzlichen Kosten, möglich.
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Bei der
DE 10 2011 050 783 A1 dient für die Notentriegelung letztendlich ein Zugmittel, mit dessen Hilfe zumindest ein Teil des Riegelelementes im Notfall bewegt werden kann. Bei dem Zugmittel kann es sich um ein Seil, einen Bowdenzug oder eine Stange bzw. einen Hebel handeln, welcher im Fahrzeuginnenraum endet, wodurch das Zugmittel von einem Benutzer im Notfall bedient werden kann. Insofern stellt das Zugmittel beispielsweise in Verbindung mit einem Hebel ein Werkzeug für das hierdurch manuell beaufschlagbare Betätigungselement dar. Eine derartige Lösung ist konstruktiv aufwändig. Hinzu kommt, dass die Notentriegelung im beschriebenen Fall praktisch nur vom Innenraum des Kraftfahrzeuges her - und nicht von außen - vorgenommen werden kann. Das ist dann problematisch, wenn das Kraftfahrzeug nicht mehr geöffnet werden kann.
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Zu diesem Zweck schlägt der weitere gattungsbildende Stand der Technik nach der
DE 10 2013 222 509 A1 ein Lademodul für die Aufladung von elektrischen Speichermedien elektrisch angetriebener Kraftfahrzeuge vor. Dabei ist eine mithilfe eines Betätigungselementes manuell betätigbare Notentriegelungsvorrichtung vorgesehen, mit deren Hilfe das Riegelelement in seine Entriegelungsstellung überführt werden kann. Außerdem wird ein Werkzeug angesprochen, mit dessen Hilfe eine manuelle Betätigungskraft auf das Betätigungselement der Notentriegelungsvorrichtung übertragen werden kann.
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Die bekannte Notentriegelung ist zwar generell von außen her bei einer geöffneten Klappe zur Abdeckung der Ladesteckdose zugänglich. Allerdings handelt es sich bei dem Betätigungselement um einen mit dem Riegelelement verbundenen Schwenkhebel, welcher außen an einem den Antrieb und das Riegelelement aufnehmenden Gehäuse angebracht ist. Zusätzlich ist eine durch eine dünne Trennschicht aus einer Kunststofffolie verschlossene Durchlassöffnung für das Werkzeug vorgesehen. Die Trennschicht bzw. Durchlassöffnung verschließt temporär eine zusätzliche Führung. Die Führung ist auf das Betätigungselement bzw. den Schwenkhebel gerichtet und dient zur definierten translatorischen Bewegung des Werkzeuges. Daraus resultiert erneut ein relativ hoher konstruktiver Aufwand. Hinzu kommt, dass die Führung bei der bekannten Lehre nach der
DE 10 2013 222 509 A1 an das zu benutzende Werkzeug ebenso wie an das Kraftfahrzeug selbst angepasst werden muss, was eine universelle Notentriegelung erschwert. Hier will die Erfindung insgesamt Abhilfe schaffen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Notentriegelung für eine Verriegelungseinrichtung bereitzustellen und insbesondere eine derartige Verriegelungseinrichtung so weiterzuentwickeln, dass eine geringstmögliche Belastung für den motorischen Antrieb entsteht, ein optimales Geräuschverhalten erzielbar ist und darüber hinaus eine konstruktiv einfache Lösung bereitstellbar ist.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Es wird darauf hingewiesen, dass die im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele nicht beschränkend sind, es sind vielmehr beliebige Variationsmöglichkeiten der in der Beschreibung, den Unteransprüchen und den Zeichnungen beschriebenen Merkmale möglich.
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Gemäß dem Patentanspruch 1 wird die Aufgabe der Erfindung dadurch gelöst, dass eine Verriegelungseinrichtung einer elektrischen Anschlussvorrichtung für Elektro- oder Hybridfahrzeuge bereitgestellt wird, mit einer kraftfahrzeugseitigen Ladesteckdose und einem ladesäulenseitigen Ladestecker, oder umgekehrt, und einem motorisch durch einen Antrieb und mindestens eine Getriebestufe verfahrbaren Riegelelement zur lösbaren Verriegelung des Ladesteckers in der Ladedose, wobei ein Betätigungselement zum manuellen Verfahren des Verriegelungselement vorgesehen ist, und wobei das manuelle Verfahren des Riegelelements mittels eines mit dem Riegelelement zusammenwirkenden vorzugsweise gewickelten Seils durchführbar ist. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Verriegelungseinrichtung ist nun die Möglichkeit geschaffen, ein Notentriegeln mit konstruktiv einfachsten Mitteln zur Verfügung zu stellen. Dabei kann das Verfahren des Riegelelements durch ein Abwickeln eines in der Verriegelungseinrichtung gewickelten Seils erfolgen. Dazu muss das gewickelte Seil lediglich manuell erfasst und abgewickelt werden, wodurch ein Verfahren des Riegelelements eingeleitet wird und somit ein Notentriegeln erzielbar ist. In vorteilhafter Weise ist das Seil derart in der Verriegelungseinrichtung aufgewickelt und wirkt mit dem Verriegelungselement zusammen, dass bei einem Abwickeln des Seils das Riegelelement aus der verriegelten Stellung heraus verfahrbar bzw. bewegbar ist.
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Der hier verwendete Begriff der Getriebestufe ist weit auszulegen und bezieht sich auch auf einen Direktantrieb, einen Nocken auf der Motorwelle und/oder einen Kniehebel. Getriebestufe beinhaltet somit jedwede Möglichkeit das Riegelelement mittels einer motorisch angetriebenen Drehbewegung zu verstellen.
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Bei der Verriegelungseinrichtung handelt es sich um eine Verriegelungseinrichtung, bei der ein Riegelelement aus der Verriegelungseinrichtung heraus fahrbar bzw. heraus stellbar ist, so dass eine formschlüssige Verbindung zwischen einer Ladesteckdose und einem Ladestecker herstellbar ist. Üblicherweise ist am Kraftfahrzeug eine Ladesteckdose vorgesehen, in die ein Ladestecker einsteckbar ist, wobei der Ladestecker an einer Ladesäule oder beispielsweise einer geeigneten Steckdose, zum Beispiel in einer Garage, angeordnet ist. Natürlich ist auch eine umgekehrte Anordnung von Ladesteckdose und Ladestecker erfindungsgemäß vorstellbar.
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Um den Komfort für den Bediener des Kraftfahrzeugs zu steigern, erfolgt die Verriegelung des Ladesteckers mit Hilfe eines elektromotorischen Antriebs. Dazu wird ein Riegelelement mittels des elektromotorischen Antriebs und einem zwischen dem elektromotorischen Antrieb angeordneten Getriebe bewegt, insbesondere linear verschoben, so dass das Riegelelement in Eingriff mit der Ladesteckdose bzw. dem Ladestecker gelangt. Die Anordnung der Verriegelungseinrichtung ist dabei frei wählbar. Bevorzugt ist die Verriegelungseinrichtung im Kraftfahrzeug angeordnet, so dass die Verriegelungseinrichtung der Ladesteckdose zugeordnet ist. Wird folglich der Ladestecker in die kraftfahrzeugseitige Ladesteckdose eingeführt, erfolgt das elektromotorische Zuführen des Verriegelungselements durch die im Kraftfahrzeug angeordnete Verriegelungseinrichtung. Der Ladestecker ist dann in der Ladesteckdose fixiert und mittels des Riegelelements gesichert. Eine Sicherung des Ladesteckers ist dabei zwingend erforderlich, da beim Laden, insbesondere beim Kurzzeitladen, sehr hohe Ströme fließen, die zu einer Gefährdung des Benutzers führen können. Bei einem Stromausfall und/oder einem Defekt des elektrischen Antriebs der Verriegelungseinrichtung muss das Riegelelement aus dem Ladestecker heraus lösbar sein, damit das Fahrzeug wieder in Betrieb genommen werden kann oder zum Beispiel abschleppbar ist. Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene manuelle Entriegelung mittels eines gewickelten Seils kann das Notentriegeln des Ladesteckers in einfachster Weise und mit geringstmöglichem konstruktivem Aufwand realisiert werden.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltungsvariante der Erfindung wirkt das Seil mit der Getriebestufe zusammen. Durch das Zusammenwirken des gewickelten Seils mit der Getriebestufe kann eine konstruktiv einfache und somit günstige Möglichkeit realisiert werden, um das Riegelelement in seiner Ausgangsposition zurückzubewegen. Wird in diesem Ausführungsbeispielen von einem Zurückbewegen des Riegelelements gesprochen, so ist damit das Verfahren des Riegelelements zurück in die Verriegelungseinrichtung gemeint. Das Seil wirkt auf die zumindest eine Getriebestufe, und ist in der Lage, das Getriebe bzw. ein Teil der Getriebestufe, wie beispielsweise eine Achse oder ein Zahnrad, zu bewegen. Dazu steht das Seil mit der Getriebestufe in Wirkverbindung und kann durch ein Abwickeln die Getriebestufe betätigen.
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Ist eine Wickeltrommel vorgesehen, wobei die Wickeltrommel mittels eines Federelements in einem Gehäuse der Verriegelungseinrichtung führbar, haltbar und/oder positionierbar ist, so ergibt sich eine weitere Ausgestaltungsvariante der Erfindung. Das Vorsehen einer Wickeltrommel bzw. Seilscheibe ermöglicht es hierbei, das Seil sicher in der Verriegelungseinrichtung zu führen und ein leichtes und geführtes Abwickeln des Seils zu ermöglichen. Die Wickeltrommel wird dabei mittels eines Federelements im Gehäuse gehalten und derart positioniert, dass eine Ausrichtung der Wickeltrommel in Bezug auf das Getriebe ermöglichbar ist. Insbesondere wird die Wickeltrommel durch das Federelement derart gehalten, dass eine Ausrichtung der Wickeltrommel in Bezug auf die Getriebestufe ermöglichbar ist, dabei weist die Wickeltrommel im unbetätigten Zustand einen Freilauf auf. Bevorzugt ist die Wickeltrommel derart in Bezug auf das Getriebe in der Verriegelungseinrichtung gehalten und positioniert, dass ein Eingreifen der Wickeltrommel auf das Getriebe ermöglichbar ist. Bevorzugt gelangt die Wickeltrommel durch ein Kupplungselement, insbesondere durch ein Abwickeln des Seils von der Wickeltrommel und ein damit verbundenes Verformen des Federelements, mit dem Getriebe in Eingriff.
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In einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist das Federelement eine Spiralfeder, insbesondere eine Schlingfeder, wobei ein freier Schenkel der Spiralfeder mit einem Gehäuse und ein weiterer freier Schenkel der Spiralfeder in der Wickeltrommel aufgenommen ist. Mit anderen Worten bildet das Federelement ein Kupplungselement für die Wickeltrommel. Mittels der Spiralfeder ist die Wickeltrommel folglich in der Verriegelungseinrichtung haltbar und positionierbar. Einseitig wird die Spiralfeder zum Beispiel in das Gehäuse eingeführt bzw. zumindest formschlüssig gehalten, so dass ein Ende der Spiralfeder fest mit dem Gehäuse verbunden ist.
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An dem gegenüberliegenden freien Ende der Spiralfeder ist die Spiralfeder ebenfalls fest mit der Wickeltrommel verbunden, so dass mittels eines Verdrehens der Wickeltrommel ein Moment in die Spiralfeder einleitbar ist. Das Seil ist fest mit der Wickeltrommel verbunden und umschlingt die Wickeltrommel zumindest bereichsweise und vorzugsweise zwei- oder mehrfach. Durch ein Ziehen am Seil kann die Wickeltrommel verdreht werden und durch die Anbindung der Spiralfeder an die Wickeltrommel die Spiralfeder gespannt werden. Somit kann mittels eines Ziehens am Seil, das bevorzugt von außerhalb der Verriegelungseinrichtung und noch bevorzugter von außerhalb der Karosserie ergreifbar ist, betätigt und gespannt werden. Mittels des Seils ist somit eine Bewegung in die Verriegelungseinrichtung und ein Verdrehen der Wickeltrommel und der Spiralfeder ermöglichbar.
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Durch das Ziehen am Seil ist eine Bewegung in die Verriegelungseinrichtung einleitbar, wobei das Federelement mittels eines Betätigens des Seils in Eingriff mit dem Getriebe bringbar ist. Ausgehend von einem unbetätigten Zustand läuft das dem Antrieb nachgeschaltete Getriebe frei, es liegt ein Freilauf vor. Wird nun das Kupplungselement bzw. das Federelement mittels des Seils gespannt, so verringert sich der Innendurchmesser des Federelements, wodurch ein Kontakt des Federelements mit dem Getriebe herstellbar ist. Das Federelement wirkt dabei in Form einer Schlingfeder, so dass ein Antreiben des Getriebes ermöglicht wird. Das Antreiben des Getriebes erfolgt zu dem Zeitpunkt, in dem der innere Durchmesser der Schlingfeder so gering wird, dass ein Reibschluss zwischen der Schlingfeder und dem Getriebeteil erzeugt wird. Es kann ein Moment in das Getriebe zum Verstellen des Riegelelements in das Getriebe eingeleitet werden. Dazu ist das Federelement mit zumindest einem Teil des Getriebes in Eingriff bringbar und wirkt wie eine Kupplung. Bei dem Getriebe handelt es sich um ein Untersetzungsgetriebe, in dem die Drehbewegung des Motors in eine Stellbewegung für das Riegelelement übersetzt wird. Bevorzugt werden kleinstbauende Gleichstrommotoren zum Antreiben des Getriebes und zum Verstellen des Riegelelements eingesetzt. Das Getriebe kann dabei einstufig oder mehrstufig ausgebildet sein und als Zahnradgetriebe und/oder Spindelantrieb mit dem Riegelelement zusammenwirken. Vorstellbar ist es dabei auch, dass das Getriebe oder zumindest ein Teil des Getriebes in einem separaten Gehäuse untergebracht ist. Mittels des elektrischen Antriebs und des Getriebes ist das Riegelelement aus der Verriegelungseinrichtung heraus und in die Verriegelungseinrichtung hinein verstellbar. Die Wickeltrommel ist dabei derart in Bezug auf das Getriebe angeordnet, dass mittels der Wickeltrommel und dem Zusammenspiel der Wickeltrommel mit der Schlingfeder ein Moment in das Getriebe einleitbar ist.
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Ist die Wickeltrommel frei drehbar auf einem Getriebeteil, insbesondere einer Antriebswelle des Getriebeteils, gelagert, so ergibt sich eine weitere Ausgestaltungsvariante der Erfindung. Durch das Lagern der Wickeltrommel auf einem Getriebeteil und insbesondere einer Antriebswelle des Getriebeteils kann eine konstruktiv günstige Lösung für die Verriegelungseinrichtung bereitgestellt werden. Es kann auf zusätzliche Lagerelemente für die Wickeltrommel verzichtet werden, so dass eine Notentriegelung mit geringstmöglichen Bauteilen und Platzbedarf realisierbar ist. Die Wickeltrommel ist mit Spiel auf dem Getriebeteil gelagert und frei drehbar mittels des Federelements gehalten auf und in Bezug auf das Getriebeteil positioniert. Dabei erstreckt sich die Antriebswelle zumindest bereichsweise durch das Federelement hindurch, so dass ein Kraftschluss zwischen dem Federelement und der Welle des Getriebeteils herstellbar ist. Wird am Seil gezogen, so verdreht sich die Wickeltrommel bzw. Seiltrommel und durch die feste Anbindung des Federelements wird das Federelement gespannt. Beim Spannen verringert sich der Durchmesser des Federelements, wodurch das Federelement in Eingriff mit der Welle des Getriebeteils gelangt. Auch wenn hier beispielhaft eine Antriebswelle für das Getriebeteil genannt ist, so ist es ebenfalls vorstellbar, dass lediglich ein Absatz bzw. ein Vorsprung am Getriebeteil ausgebildet ist, der mit dem gespannten Federelement in Eingriff bringbar ist. Bevorzugt ist aber das Federelement mit einer Antriebswelle des Getriebes in Eingriff bringbar. Dies hat den Vorteil, dass für die Wickeltrommel kein separates Lagerelement in der Verriegelungseinrichtung notwendig ist.
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In vorteilhafter Weise und in einer weiteren Ausgestaltungsvariante der Erfindung weist die Antriebswelle im Bereich des Federelements unterschiedliche Durchmesser auf. Durch das Einbringen unterschiedlicher Durchmesser in der Antriebswelle, die gleichzeitig die Wickeltrommel aufnimmt und sich innerhalb des Federelements erstreckt kann eine zusätzliche vorteilhafte Weiterbildung erzielt werden. Insbesondere ist ein Eingreifen des Federelements in die Antriebswelle steuerbar, und auf einen Bereich der Antriebswelle auslegbar. Die unterschiedlichen Durchmesser bewirken hierbei, dass das Federelement bevorzugt mit dem größeren Durchmesser der Antriebswelle in Eingriff gelangt. Hierdurch kann der Bereich des Kraftschlusses zwischen dem Federelement und der Antriebswelle bestimmt werden und es kann ein zügiges Eingreifen des Federelements in die Antriebswelle realisiert werden. Wird an dem Seil gezogen, so verringert sich der Durchmesser der Spiralfeder, bzw. der Schlingfeder, wodurch das Federelement in Eingriff mit dem größeren Durchmesser der Antriebswelle gelangt. Es kann somit nach einem geringen Verdrehen der Wickeltrommel ein unmittelbarer Kontakt mit der Antriebswelle hergestellt werden. Bevorzugt ist ein Absatz bzw. ein unterschiedlicher Durchmesser an der Antriebswelle vorgesehen, es ist aber auch erfindungsgemäß vorstellbar, zwei oder mehr unterschiedliche Durchmesser an der Antriebswelle vorzusehen. Vorstellbar ist es auch, dass unterschiedliche Durchmesser in unterschiedlichen Bereichen der Antriebswelle vorgesehen sind, so dass je nach zu übertragendem Moment über die Wickeltrommel unterschiedliche Kräfte in die Antriebswelle einleitbar sind. Die Kraftübertragung in das Riegelelement wird somit steuerbar. Steuerbar kann die Kraftübertragung auch dadurch sein, dass eine Anlagefläche, das heißt die Länge des Eingriffsbereichs des Kupplungselements bzw. des Federelements variiert wird. Länge bedeutet hierbei die axiale Erstreckung der Antriebswelle und somit die Länge der Anlagefläche entlang der axialen Erstreckung des Federelement, das heißt die Fläche in der das Federelement mit der Antriebswelle zusammenwirkt.
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Nach einem Ziehen des Seils ist die Wickeltrommel mittels des Federelements, insbesondere der Spiralfeder, rückstellbar. Durch den erfindungsgemäßen Aufbau kann auf eine Rückstelleinrichtung für die Wickeltrommel und somit ein Wickelelement für das Aufwickeln des Seils nach einem Betätigen verzichtet werden. Die Spiralfeder wird mittels des Ziehens am Seil gespannt, wodurch gleichzeitig eine Rückstellkraft zum Aufwickeln des Seils generiert wird. Nach einem Notentriegeln, das heißt einem Verstellen des Riegelelements und einem Loslassen des Seils wird das Seil durch die Federspannung in die Ausgangslage zurückgezogen. Das Zurückziehen und Aufwickeln des Seils bewirkt gleichzeitig, dass sich die während des Ziehens verjüngte Spiralfeder wieder entspannt und sich aus dem Eingriff mit der Antriebswelle löst. Nach einem erneuten Aufwickeln des Seils ist die Wickeltrommel wieder frei drehbar auf dem Getriebeteil und bevorzugt einer Welle des Getriebeteils frei drehbar.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es gilt jedoch der Grundsatz, dass das Ausführungsbeispiel die Erfindung nicht beschränkt, sondern lediglich eine vorteilhafte Ausgestaltungsform darstellt. Die dargestellten Merkmale können einzeln oder in Kombination mit weiteren Merkmalen der Beschreibung wie auch den Patentansprüchen einzeln oder in Kombination ausgeführt werden.
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Es zeigt:
- 1 eine dreidimensionale Ansicht auf eine Verriegelungseinrichtung mit einer erfindungsgemäßen Notentriegelung, und
- 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II aus der 2, wobei lediglich der Bereich der Lagerstelle der erfindungsgemäß ausgebildeten Notentriegelung wiedergegeben ist.
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In der 1 ist eine Verriegelungseinrichtung 1 in einer Draufsicht und in einer dreidimensionalen Darstellung ohne einen Gehäusedeckel wiedergegeben. Die Verriegelungseinrichtung weist ein Riegelelement 2 auf, wobei das Riegelelement 2 mittels eines Spindelantriebs 3 antreibbar ist. Der Spindelantrieb 3 ist Teil eines Getriebes 4 und bildet eine Getriebestufe des Getriebes 4. Ein elektrischer Antrieb 5 ist formschlüssig in einem Gehäuse 6 der Verriegelungseinrichtung 1 aufgenommen. Auf einer Abtriebswelle des Antriebs 5 ist ein Zahnrad 7, insbesondere ein Zahnrad mit einer Evoluid-Verzahnung befestigt. Das Zahnrad 7 bildet wiederum einen Teil des Getriebes 4 ab. Das Getriebe 4 weist in dieser Ausführungsform ein dreistufiges Getriebe, einschließlich des Spindelantriebs 3 auf. Der Spindelantrieb 3 oder zumindest die Spindel 8 des Spindelantriebs 3 ist einstückig mit einem Zahnrad 9 des Getriebes 4 ausgebildet. Zumindest eine Lagerstelle 10 der Spindel 8 und des Zahnrads 9 ist in der 1 zu erkennen. Die Spindel 8 bildet dabei gleichzeitig die Abtriebswelle 11 für das Zahnrad 9.
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Erfindungsgemäß ist auf der Abtriebswelle 11 eine Wickeltrommel 12 frei drehbar aufgenommen, wobei die Wickeltrommel 12 auf einem Absatz 13 der Abtriebswelle 11 frei drehbar gelagert ist. Die Wickeltrommel 12 wiederum wirkt mit einem Federelement 14 zusammen und ist in dieser Ausführungsform mittels des Federelements 14 in der Verriegelungseinrichtung 1 haltbar und positionierbar. Vorstellbar ist es aber auch, dass die Wickeltrommel 12 über das Gehäuse 6 oder über eine axiale Verclipsung auf der Welle 11 haltbar ist. Das Federelement 14 ist einseitig mit dem Gehäuse 6 im Eingriff und steht auf der gegenüberliegenden Seite des Federelements 14 mit der Wickeltrommel 12 in Eingriff.
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Bei einer üblichen Verriegelung mittels der Verriegelungseinrichtung, wobei beispielsweise ein Stecker einer Ladesäule mit einer Ladebuchse im Kraftfahrzeug verbindbar und mittels der Verriegelungseinrichtung 1 sicherbar ist, wird das Riegelelement in Richtung des Pfeils P1 aus dem Gehäuse 6 der Verriegelungseinrichtung 1 heraus verfahren. Hierzu treibt der elektrische Antrieb 5 über die beiden Stufen des Getriebes 4 den Spindelantrieb 3 an, so dass das Riegelelement 2 in Richtung des Pfeils P1 aus dem Gehäuse 6 heraus verfahrbar und bei einem gegensinnigen Antreiben mittels des Antriebs 5 wird das Riegelelement 2 in Richtung des Pfeils P2 wieder in das Gehäuse 6 hinein verfahren. Sollte es nun im Falle eines Stromausfalls dazu kommen, dass das Riegelelement 2 nicht wieder in das Gehäuse 6 der Verriegelungseinrichtung 1 hinein verstellt werden kann, so kann mittels der erfindungsgemäßen Notbetätigung 12, 14, 15 das Riegelelement 2 in Richtung des Pfeils P2 in das Gehäuse 6 hinein verstellt werden. Dazu muss ein Bediener ein Seil 15 ergreifen, welches auf der Wickeltrommel 12 aufgewickelt vorliegt. Mittels eines Ziehens am Seil 15 kann die Abtriebswelle 11 in eine Richtung betätigt werden, so dass der Spindelantrieb 3 in der Lage ist, das Riegelelement 2 zu verfahren. Die Krafteinleitung bzw. die Erzielung eines Moments in der Abtriebswelle 11 wird nachfolgend in der 2 näher erläutert.
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Die 2 zeigt einen Schnitt entlang der Linie II-II aus der 1 und einen Schnitt, der den Bereich der Aufnahme der Wickeltrommel 12 in der Verriegelungseinrichtung 1 verdeutlicht. Die Abtriebswelle 11 ist einstückig mit dem Zahnrad 9 des Getriebes 4 ausgebildet. Dabei erstreckt sich die Abtriebswelle 11 durch die Wickeltrommel 12 und das Federelement 14 hindurch. Endseitig kann eine weitere Lagerstelle für die Abtriebswelle 11 im Gehäuse 6 vorhanden sein. Die Wickeltrommel 12 ist frei drehbar auf der Abtriebswelle 11 und im Besonderen auf einem Absatz 13 der Antriebs- bzw. Wickelwelle 11 angeordnet. Der Absatz 13 weist einen Durchmesser D2 auf, der größer ist als der Durchmesser D1 des sich durch das Federelement 14 hindurcherstreckenden Teils der Abtriebswelle 11. Mit anderen Worten ist der Durchmesser D2 größer als der Durchmesser D1. Das Federelement 14 erstreckt sich zumindest bereichsweise über den Absatz 13 und den Erstreckungsteil 16 der Abtriebswelle 11. Der Durchmesser D3, insbesondere der Innendurchmesser D3, des Federelements 14 ist wiederum größer als der Durchmesser D2 des Absatzes 13. Somit ist die Abtriebswelle 11 unabhängig vom Federelement 14 und der Wickeltrommel 12 drehbar. Dies bietet wiederum einen Vorteil für die erfindungsgemäße Notentriegelungsvorrichtung. Einerseits werden keine zusätzlichen Kräfte benötigt, um ein Notentriegelungselement zu bewegen und gleichzeitig können störende Geräusche eliminiert werden, da die Notentriegelungseinrichtung während der normalen Betätigung der Verriegelungseinrichtung 1 nicht mit bewegt wird.
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Kommt es nun zum Beispiel zu einem Stromabfall oder Ausfall im Kraftfahrzeug, so kann mittels eines Ziehens am Seil 15 die Wickeltrommel 12 verdreht werden. Das Federelement 14 ist einseitig in einer Aufnahme 17 in der Wickeltrommel 12 befestigt, und zwar derart fest aufgenommen, dass eine Bewegung der Wickeltrommel 12 in eine Bewegung des freien Endes 18 des Federelements 14 resultiert. An einem gegenüberliegenden Ende des Federelements 14 ist ein weiterer freier Schenkel 19 ausgebildet, der in einer Aufnahme 20 wiederum aufgenommen ist. Eine feste, das heißt verdrehsichere Aufnahme kann dabei auch durch einen Schlitz gebildet sein, wodurch das Federelement 14 in der Lage ist, bei einem Spannen des Federelements der Verformung, insbesondere einer Verlängerung des Federelements 14, zu folgen. Somit ist mittels des Federelements 14 ein stabiles Halten und ein stabiles Positionieren der Wickeltrommel 12 in der Verriegelungseinrichtung 11 ermöglichbar. Zusätzlich kann des Federelement 14 natürlich vom Gehäuse 6 und/oder mittels einer Verclipsung mit der Welle 11 bzw. dem Zahnrad 9 führbar sein.
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Kommt es nun im Falle eines Spannungsabfalls oder eines Stromausfalls dazu, dass das Riegelelement 2 nicht wieder in Richtung des Pfeils P2 in das Gehäuse 6 hinein verstellt werden kann, so kann mittels eines Ziehens am Seil 15 die Wickeltrommel 12 betätigt werden. Ein Verdrehen der Wickeltrommel 12 resultiert in einem Spannen der Feder, wodurch sich der Innendurchmesser D3 der Schenkelfeder 14 verringert. Durch die Verringerung des Durchmessers D3 des Federelements 14 gelangt das Federelement 14 zumindest im Bereich des Absatzes 13 in Eingriff mit der Abtriebswelle 11. Die Verringerung des Durchmessers D3 des Federelements 14 führt dabei zu einem Kraftschluss zwischen dem Federelement 14 und der Abtriebswelle 11. Durch ein weiteres Ziehen des Seils 15 kann dann ein Moment in die Abtriebswelle 11 eingeleitet werden und der Spindelantrieb 3 betätigt werden. Durch das Ziehen am Seil 15 kann dann das Riegelelement 2 zurück in die eingefahrene Stellung, wie sie in der 1 wiedergegeben ist, bewirkt werden.
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Nach einem Notbetätigen und einem Lösen des Ladesteckers aus der Ladebuchse kann das Seil 15 freikommen, wodurch gleichzeitig sich der Durchmesser D3 des Federelements 14 vergrößert und mit Hilfe der vorgespannten Feder die Wickeltrommel 12 zurück in ihre Ausgangslage verstellt werden. Das Zurückstellen der Wickeltrommel 12 führt dabei dazu, dass das Seil 15 wieder in der Nut 20 aufgewickelt wird. Die Notentriegelungseinrichtung befindet sich dann wieder in ihrer Ausgangsstellung. Es ist somit ersichtlich, dass mit einem geringstmöglichen konstruktiven Aufwand und einer geringstmöglichen Belastung für den Antrieb eine Notentriegelung für die Verriegelungseinrichtung bereitstellbar ist. Zusätzlich vorteilhaft ist, dass die Selbsthemmung der Spindel 8 nicht überwunden werden muss. Darüber hinaus kann durch die frei drehbare Wickeltrommel 12 und die ebenfalls frei von der Abtriebswelle 11 in der Verriegelungseinrichtung 1 aufgenommene Schenkelfeder 14 ein optimiertes Geräuschverhalten in der Verriegelungseinrichtung 1 erzielt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Verriegelungseinrichtung
- 2
- Riegelelement
- 3
- Spindelantrieb
- 4
- Getriebe
- 5
- Antrieb
- 6
- Gehäuse
- 7, 9
- Zahnrad
- 8
- Spindel
- 10
- Lagerstelle
- 11
- Abtriebswelle
- 12
- Wickeltrommel
- 13
- Absatz
- 14
- Federelement
- 15
- Seil
- 16
- Erstreckungsteil
- 17, 20
- Aufnahme
- 18, 19
- freier Schenkel
- 20
- Nut
- P1, P2
- Pfeil
- D1, D2, D3
- Durchmesser
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2010/149426 A1 [0003]
- CN 2029695855 U [0004]
- DE 102011050783 A1 [0005, 0007]
- DE 102013222509 A1 [0008, 0009]
