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Die Erfindung betrifft eine Ladebuchse zum Aufladen eines elektrischen Energiespeichers eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs, ein Verfahren zum Verschließen und/oder Freigeben einer Ladebuchse zum Aufladen eines elektrischen Energiespeichers eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs sowie ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Ladebuchse.
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Derzeit wird eine Ladebuchse, die auch als Ladedose bezeichnet wird, in einem elektrifizierten Fahrzeug vorzugsweise mit Hilfe von einer Ladeklappe, die sich beispielsweise in einer Karosserie des Fahrzeugs befinden kann, und/oder mit einer Schutzkappe gegen Feuchtigkeit, Staub und andere Verunreinigungen geschützt, sodass ein Stecken eines Ladesteckers in die Ladebuchse bei verschiedenen Umwelteinflüssen gewährleistet wird.
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Jedoch treten trotz dieser Schutzmaßnahmen Verunreinigungen der Ladebuchse auf, insbesondere durch Verunreinigungen, die sich in einem Anschlussstiftkanal der Ladebuchse sammeln können, wobei der Anschlussstiftkanal eine in die Ladebuchse weisende Öffnung darstellt, in der sich ein Anschlussstift für eine elektrische Kopplung mit einem Ladestecker befinden kann. Als Verunreinigungen können insbesondere Flüssigkeiten und Fremdkörper in die Zwischenräume der Ladebuchse eintreten. Beispielsweise kann sich die Ladebuchse bei starkem Schneetreiben oder staubigen Straßenverhältnissen zusetzen. Des Weiteren können bei einer niedrigen Außentemperatur eingetretene Flüssigkeiten gefrieren oder in die Ladebuchse eingetragene Verschmutzungen können zu einer Blockade führen, sodass ein Stecken des Ladesteckers nicht mehr oder nicht mehr vollständig möglich ist und ein Ladevorgang nicht gestartet werden kann.
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Auch kann es vorkommen, dass vergessen wird manuell steckbare Schutzkappen aufzusetzen, nachdem der Ladevorgang beendet wurde. Somit können die Schutzkappen ihre Schutzaufgabe nicht mehr erfüllen und es kann dazu kommen, dass eine Ladeklappe des Fahrzeugs durch eine nicht korrekt gesteckte Schutzkappe nicht mehr geschlossen werden kann.
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Aus der
DE 44 47 023 A1 ist ein Stecker mit einer Anschlussstiftaufnahmekammer mit einer Öffnung zur Aufnahme eines Anschlussbuchsengehäuses eines passenden Gegensteckers, um eine elektrische Verbindung zwischen einem in der Anschlussstiftaufnahmekammer angeordneten Anschlussstift und einer in dem Anschlussbuchsengehäuse ausgebildeten Anschlussbuchse herzustellen, bekannt.
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Aus der
DE 10 2010 041 314 A1 ist eine Ladeeinrichtung für ein Elektrofahrzeug nebst Verfahren für ein einfaches und sicheres Aufladen eines Elektrofahrzeugs bekannt.
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Aus der
DE 10 2010 041 317 A1 ist eine Ladeeinrichtung für ein Elektrofahrzeug bekannt. Die Ladeeinrichtung für ein Elektrofahrzeug weist eine Mehrzahl von elektrischen Kontakten auf, mit denen eine Batterie eines Elektrofahrzeugs mit Gleichstrom und/oder Wechselstrom aufgeladen werden kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ladebuchse besonders anwenderfreundlich und zuverlässig vor äußeren Umwelteinflüssen zu schützen.
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Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die abhängigen Patentansprüche, die folgende Beschreibung sowie die Figuren offenbart.
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Durch die Erfindung ist eine Ladebuchse zum Aufladen eines elektrischen Energiespeichers eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs bereitgestellt. Die Ladebuchse weist zumindest einen Anschlussstift auf, der in einem Anschlussstiftkanal angeordnet ist, und der dazu ausgebildet ist, sich mit einer Anschlussdose eines Ladesteckers elektrisch zu koppeln. Das bedeutet, dass fahrzeugseitig eine Ladebuchse vorgesehen ist, die sich mit einem Ladestecker elektrisch koppeln kann, indem ein Anschlussstift, der ein elektrisch leitfähiges Material umfassen kann, mit dem Ladestecker elektrisch koppelt, indem eine Anschlussdose auf den Anschlussstift gesteckt wird. Außerdem wird bei dem Stecken der Anschlussdose auf den Anschlussstift gleichzeitig eine Ummantelung beziehungsweise ein Gehäuse der Anschlussdose in den Anschlussstiftkanal gesteckt, wodurch eine mechanische Kopplung erreicht wird.
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In den Anschlussstiftkanal können jedoch Flüssigkeiten, wie beispielsweise Wasser, und/oder Schmutz eintreten und somit eine Steckverbindung der Ladebuchse mit dem Ladestecker erschweren oder unmöglich machen. Um das zu vermeiden, weist die Ladebuchse zumindest eine Schutzvorrichtung auf, die einen Schutzeinsatz aufweist, wobei der Schutzeinsatz eine Aussparung für den zumindest einen Anschlussstift aufweist und derart um den Anschlussstift herum angeordnet ist, dass der Anschlussstiftkanal durch den Schutzeinsatz in einem Querschnitt ausgefüllt ist, wobei die Schutzvorrichtung dazu ausgebildet ist, den Schutzeinsatz in Längsrichtung des Anschlussstifts zu verschieben, um den Anschlussstiftkanal zu einer Anschlussseite hin zu verschließen oder freizugeben.
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Mit anderen Worten befindet sich innerhalb des Anschlussstiftkanals ein Schutzeinsatz einer Schutzvorrichtung, die den Anschlussstiftkanal in einem Querschnitt vollständig ausfüllt und nur durch eine Aussparung, beispielsweise in der Mitte des Schutzeinsatzes, unterbrochen ist, durch die der Anschlussstift geführt ist. Der Querschnitt des Anschlussstiftkanals kann insbesondere eine Kreisfläche oder eine rechteckige Fläche aufweisen, die Form des Querschnitts ist jedoch nicht darauf beschränkt, sondern kann entsprechend geeigneten Ausgestaltungsformen vom Fachmann gewählt werden.
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Das heißt, dass der Anschlussstiftkanal beispielsweise eine zylinderförmige oder quaderförmige Kavität aufweisen kann, in deren Mitte der Anschlussstift angeordnet ist und der Schutzeinsatz kann komplementär zu der Form des Anschlussstiftkanals ausgebildet sein, um diesen in einem Querschnitt zu verschließen.
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Innerhalb des Anschlussstiftkanals kann der Schutzeinsatz entlang des Anschlussstifts herein- und herausgefahren werden, sodass bei einem vollständig herausgefahrenen Schutzeinsatz der Anschlussstiftkanal zu einer Anschlussseite durch den Schutzeinsatz verschlossen ist. Alternativ kann der Schutzeinsatz hereingefahren werden, sodass der Anschlussstiftkanal mit dem Anschlussstift freigegeben wird.
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Der Schutzeinsatz kann vorzugsweise aus einem isolierenden und feuchtigkeitsabweisenden Material mit einem geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten gefertigt sein und beispielsweise im Wesentlichen Plastik, Gummi oder Keramik umfassen.
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Die Schutzvorrichtung kann den Schutzeinsatz beispielsweise über eine mechanische Kraft, insbesondere eine Federkraft, eine Hydraulik oder einen Motor, vorzugsweise durch einen Elektromotor, in Längsrichtung des Anschlussstifts verschieben.
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Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass die Ladebuchse, insbesondere der Anschlussstiftkanal der Ladebuchse, durch die Schutzvorrichtung verschlossen werden kann, wodurch Verschmutzungen in der Ladebuchse und somit ein mögliches Blockieren des Ladesteckers vermieden werden können. Des Weiteren können in den Anschlussstiftkanal eingetretene Verschmutzungen durch ein Herausfahren des Schutzeinsatzes aus der Ladebuchse herausgeschoben werden, wodurch zusätzlich eine Reinigungswirkung erreicht werden kann. Zusätzlich kann die Schutzvorrichtung eine Beendigung des Ladevorgangs und/oder ein Abziehen des Ladesteckers detektieren, beispielsweise über Steuersignale, die zwischen dem Ladestecker und der Ladebuchse übertragen werden können, woraufhin die Schutzvorrichtung automatisch aktiviert werden kann. Dadurch ergibt sich weiterhin der Vorteil, dass Verschließen der Ladebuchse nach einem Ladevorgang sichergestellt werden kann.
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Zu der Erfindung gehören auch Ausführungsformen, durch die sich zusätzliche Vorteile ergeben.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Schutzvorrichtung zumindest einen Elektromotor aufweist, der dazu ausgebildet, den Schutzeinsatz in Längsrichtung des Anschlussstifts zu bewegen. Der Schutzeinsatz kann beispielsweise als eine Art Stempel ausgebildet sein, der mittels des Elektromotors entlang der Längsrichtung des Anschlussstifts heraus- und hereingefahren werden kann. Vorzugsweise kann die Ladebuchse auch mehrere Anschlussstifte, das heißt mehrere Anschlusspins, die beispielsweise einen Schutzleiter, einen Pluspol, einen Minuspol und einen Steueranschluss umfassen können, aufweisen, wobei jeder der Anschlussstifte einen eigenen Anschlussstiftkanal aufweist, der mit einem eigenen Schutzeinsatz verschlossen werden kann. Hierbei kann vorgesehen sein, dass jeder Schutzeinsatz einen eigenen Elektromotor aufweist, mit dem der Anschlussstiftkanal verschlossen werden kann, oder es kann ein Elektromotor vorgesehen sein, der dazu ausgebildet ist, die Schutzeinsätze für jeden Anschlussstiftkanal im Verbund zu bewegen. Vorzugsweise kann sich der Elektromotor in einem Gehäuse der Ladebuchse befinden und den Schutzeinsatz über eine mechanische Verbindung zu dem Schutzeinsatz bewegen. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass sich der Elektromotor an dem Schutzeinsatz befindet und den Schutzeinsatz über eine Schiene, wie beispielsweise eine Zahnschiene, bewegt. Der Elektromotor der Schutzvorrichtung kann beispielsweise über eine Taste oder einen Taster an der Ladebuchse, über einen Fahrzeugschlüssel oder über ein Programm eines mobilen Endgeräts, beispielsweise eine App eines Smartphones, gesteuert werden. Durch diese Ausführungsform ergibt sich der Vorteil, dass ein einfaches Verschließen oder Freigeben der Ladebuchse ermöglicht wird.
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Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Schutzvorrichtung dazu ausgebildet ist, bei einem vollständig ausgefahrenen Schutzeinsatz eine planare Fläche auf einer Anschlussseite der Ladebuchse zu bilden. Mit anderen Worten bildet die Anschlussseite, das heißt die Seite, an der der Ladestecker in die Ladebuchse gesteckt werden kann, bei einem Verschluss durch die Schutzvorrichtung eine planare Fläche, das bedeutet, eine Fläche, in der keine Zwischenräume mehr vorhanden sind, in die Schmutz eintreten kann. Durch diese Ausführungsform ist es beispielsweise möglich, eine Ladeklappe, die die Ladebuchse zu einer Außenseite der Karosserie abdecken kann, wegzulassen, da durch die planare Fläche ein ausreichender Schutz vor Verschmutzungen gegeben ist.
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Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass der in den Anschlussstiftkanal ausgefahrene Schutzeinsatz den Anschlussstiftkanal in Längsrichtung vollständig ausfüllt. Das heißt, dass statt einer einzelnen Scheibe als Schutzeinsatz, die den Anschlussstiftkanal im Querschnitt ausfüllt, ein Zylinder, der die gesamte Länge des Anschlussstiftkanals ausfüllt, vorgesehen sein kann. Durch diese Ausführungsform ergibt sich der Vorteil, dass hinter dem Schutzeinsatz auf der von der Anschlussseite abgewandten Seite keine Schmutzablagerungen entstehen können, die ein Verschieben des Schutzeinsatzes behindern könnten.
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Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Ladebuchse eine Buchse eines Combined Charging Systems (CCS) ist, die dazu ausgebildet ist, den elektrischen Energiespeicher des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs mit Gleichstrom und/oder Wechselstrom aufzuladen, wobei die Schutzvorrichtung dazu ausgebildet ist, die Anschlussstiftkanäle von Gleichstromanschlussstiften und Wechselstromanschlussstiften separat voneinander zu verschließen oder freizugeben. Mit einem Combined Charging System ist ein kombiniertes Ladesystem gemäß einem internationalen Ladestandard für Elektrofahrzeuge gemeint. Diese können beispielsweise nach einer internationalen Norm, insbesondere nach der Norm der International Electrotechnical Commission (IEC) 62196, normiert sein und Anschlussstifte für einen Gleichstrom- und einen Wechselstromanschluss umfassen. Die Schutzvorrichtung kann dabei dazu ausgebildet sein, die jeweils nicht benötigte Anschlussart mittels der Schutzeinsätze zu verschließen. Beispielsweise können bei einem Aufladen mittels der Wechselstromanschlussstifte die Anschlussstiftkanäle der Gleichstromanschlussstifte durch die Schutzvorrichtung verschlossen werden oder umgekehrt. Hierfür kann beispielsweise für die jeweiligen Anschlüsse ein separat ansteuerbarer Elektromotor vorgesehen sein, der die Schutzeinsätze für den Gleichstrombereich und/oder den Wechselstrombereich im Verbund herein- beziehungsweise herausfahren kann, um die Anschlussstiftkanäle zu der Anschlussseite hin zu verschließen oder freizugeben. Durch diese Ausführungsform kann eine Sicherheit erhöht werden, da die nicht verwendeten Anschlussstiftkanäle verschlossen werden können. Des Weiteren kann eine Verschmutzung dieser Anschlussstiftkanäle während des Aufladevorgangs vermieden werden.
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Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Ladebuchse ferner zumindest eine Führungsbuchse aufweist, die dazu ausgebildet ist, den Ladestecker in der Ladebuchse zu führen und/oder zu halten, wobei die Schutzvorrichtung einen zweiten Schutzeinsatz aufweist, der die Führungsbuchse zumindest in der Querschnittsfläche ausfüllt, wobei die Schutzvorrichtung dazu ausgebildet ist, den zweiten Schutzeinsatz in Längsrichtung der Führungsbuchse zu verschieben. Mit anderen Worten kann neben den Anschlussstiftkanal eine weitere Öffnung in der Ladebuchse vorgesehen sein, insbesondere eine Führungsbuchse, die beispielsweise ein Gehäuse des Ladesteckers in der Ladebuchse führen und/oder den Ladestecker in der Ladebuchse halten kann. Für die Führungsbuchse kann ein zweiter Schutzeinsatz bereitgestellt sein, der insbesondere keine Aussparung für einen Anschlussstift aufweist und der die Führungsbuchse durch Verschieben in Längsrichtung der Führungsbuchse verschließen oder freigeben kann. Durch diese Ausführungsform ergibt sich der Vorteil, dass alle anschlussseitigen Öffnungen der Ladebuchse durch die Schutzvorrichtung verschlossen werden können und somit ein Eindringen von Schmutz vermieden werden kann.
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Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Schutzvorrichtung ferner dazu ausgebildet ist, nach einem Ladevorgang den mit der Ladebuchse gekoppelten Ladestecker durch ein Ausfahren des Schutzeinsatzes von der Ladebuchse zu schieben. Während eines Ladevorgangs kann beispielsweise der Ladestecker mit der Anschlussdose auf den Anschlussstift der Ladebuchse gesteckt sein. Ein Abziehen des Ladesteckers kann hierbei beispielsweise nur unter großem Kraftaufwand durchgeführt werden, insbesondere bei kalten Temperaturen oder starkem Schneefall, kann der Ladestecker an der Ladebuchse festgefroren sein. Durch ein Herausfahren des Schutzeinsatzes durch die Schutzvorrichtung kann der Schutzeinsatz vorzugsweise gegen ein entsprechendes Gegenstück des Ladesteckers, beispielsweise ein Gehäuse der Anschlussdose, drücken und somit ein Auswurf des Ladesteckers beziehungsweise ein Unterstützen eines Auswurfs bereitstellen. Insbesondere kann die Schutzvorrichtung dazu ausgebildet sein, durch Herausfahren eines oder mehrerer Schutzeinsätze eine gleichmäßige Kraft auf den Ladestecker auszuüben, wodurch ein Verkanten des Ladesteckers vermieden werden kann und somit der Ladestecker von der Ladebuchse geschoben werden kann. Durch diese Ausführungsform ergibt sich der Vorteil, dass ein leichteres Abkoppeln des Ladesteckers von der Ladebuchse erreicht werden kann.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verschließen und/oder Freigeben einer Ladebuchse zum Aufladen eines elektrischen Energiespeichers eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs. Es wird eine Ladebuchse und eine Schutzvorrichtung bereitgestellt, wobei die Ladebuchse zumindest einen Anschlussstift aufweist, der in einem Anschlussstiftkanal angeordnet ist und der mit einer Anschlussdose eines Ladesteckers elektrisch koppelbar ist, wobei die Schutzvorrichtung einen Schutzeinsatz aufweist, der eine Aussparung für den zumindest einen Anschlussstift aufweist und derart um den Anschlussstift herum angeordnet ist, dass der Anschlussstiftkanal durch den Schutzeinsatz in einem Querschnitt ausgefüllt ist, wobei die Schutzvorrichtung bei einer Ansteuerung den Schutzeinsatz in Längsrichtung des Anschlussstifts verschiebt und der Anschlussstiftkanal zu einer Anschlussseite hin verschlossen oder freigegeben wird. Hierbei ergeben sich gleiche Vorteile und Variationsmöglichkeiten wie bei der Ladebuchse.
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Erfindungsgemäß ist auch ein Kraftfahrzeug mit einer Ladebuchse nach einem der vorhergehenden Ausführungsformen bereitgestellt. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus oder Motorrad ausgestaltet.
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Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens hier nicht noch einmal beschrieben.
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Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen.
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Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung auf eine Anschlussseite einer Ladebuchse gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
- 2 eine schematische Querschnittsansicht durch eine Ladebuchse gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
- 3 ein schematisches Verfahrensdiagramm gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
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Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
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In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.
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In 1 ist eine schematische Darstellung auf eine Anschlussseite einer Ladebuchse 10 zum Aufladen eines elektrischen Energiespeichers 12 eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs 14 gezeigt. Die Ladebuchse 10 kann beispielsweise in einer Karosserie des Fahrzeugs 14 hinter einer Ladeklappe angeordnet sein, es ist jedoch auch möglich, dass die Ladebuchse 10 direkt an einer Karosserie des Fahrzeugs 14 zugänglich ist. Das elektrisch betreibbare Fahrzeug 14 kann in diesem Beispiel ein batteriegestützter Personenkraftwagen sein.
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Die Ladebuchse 10 kann vorzugsweise eine Buchse eines kombinierten Ladesystems, eines sogenannten Combined Charging Systems (CCS), sein, wodurch eine genormte Ladebuchse bereitgestellt ist, die einerseits den elektrischen Energiespeicher 12 mittels der Anschlussstifte 20 im Bereich 16 mit Gleichstrom und/oder durch die Anschlussstifte 20 im Bereich 18 mit Wechselstrom laden kann.
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Hierzu kann eine Anschlussdose eines Ladesteckers (nicht gezeigt) auf einen jeweiligen Anschlussstift 20 gesteckt werden, wodurch sich die Anschlussstifte 20 mit einem Kontakt in der Anschlussdose elektrisch koppeln kann, das heißt es kann durch einen elektrischen Kontakt mit dem Anschlussstift Strom von dem Ladestecker über die Anschlussstifte 20 zu dem elektrischen Energiespeicher 12 übertragen werden.
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Um einen jeweiligen Anschlussstift 20 kann ein Anschlussstiftkanal 22 angeordnet sein, wobei der Anschlussstiftkanal 22 durch eine Aussparung in der Ladebuchse um den jeweiligen Anschlussstift 20 herum bereitgestellt sein kann und beispielsweise für eine Aufnahme eines Gehäuses der Anschlussdose des Ladesteckers ausgebildet ist. Zusätzlich kann die Ladebuchse 10 eine Führungsbuchse 24 im Gleichstrombereich 16 und eine Führungsbuchse 26 im Wechselstrombereich 18 umfassen. Die jeweilige Führungsbuchse 24, 26 kann dazu ausgebildet sein, ein entsprechendes Gegenstück des Ladesteckers zu führen und/oder zu halten, um eine mechanische Stabilität der Verbindung der Ladebuchse 10 mit dem Ladestecker zu erhöhen.
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Nachteilig bei einer herkömmlichen CCS-Buchse ist es, dass in die Zwischenräume, das heißt in den Anschlussstiftkanal 22 und die Führungsbuchse 24, 26, eine Flüssigkeit und/oder Fremdkörper eintreten können und die Ladebuchse 10 zusetzen können. Hierdurch kann ein Stecken des Ladesteckers erschwert oder verhindert werden, wodurch ein Ladevorgang möglicherweise nicht mehr gestartet werden kann.
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Um ein Verschmutzen der Ladebuchse 10 zu vermeiden, ist vorzugsweise eine Schutzvorrichtung 28 vorgesehen, die in einer schematischen Querschnittsansicht einer Ladebuchse 10 in 2 veranschaulicht wird. In 2 ist die Ladebuchse 10 in einer seitlichen Querschnittsansicht dargestellt, wobei die rechte Seite der 2 eine Anschlussseite zu einem Ladestecker darstellt. Zur besseren Übersicht ist in der hier gezeigten Ladebuchse 10 nur ein Anschlussstift 20 dargestellt, der in einem Anschlussstiftkanal 22 angeordnet ist.
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Um ein Eintreten von Verschmutzungen in den Anschlussstiftkanal 22 zu vermeiden, kann die Schutzvorrichtung 28 einen Schutzeinsatz 30 aufweisen, der beispielsweise entsprechend einer Form des Anschlussstiftkanals ausgebildet ist und der eine Aussparung für den Anschlussstift 20 aufweist, sodass der Anschlussstiftkanal 22 durch den Schutzeinsatz 30 vollständig ausfüllt wird. Mit anderen Worten wird eine jeweilige Kreisfläche des Anschlussstiftkanals 22, wie sie beispielsweise in 1 gezeigt sind, bis auf die Aussparung für den Anschlussstift 20 ausgefüllt. Ferner kann vorgesehen sein, dass die Schutzvorrichtung 28 den Schutzeinsatz 30 in Längsrichtung entlang des Anschlussstifts 20 verschieben kann, insbesondere durch einen Elektromotor 32. Beispielsweise kann der Elektromotor 32 den Schutzeinsatz 30 über eine Schiene entlang des Anschlussstifts 20 schieben und somit den Anschlussstiftkanal 22 zu der Anschlussseite hin verschließen beziehungsweise durch ein Verschieben in Rückrichtung wieder freigeben. Auch können eventuelle Schmutzablagerungen aus dem Anschlussstiftkanal 22 herausgedrückt werden. Vorzugsweise kann der Schutzeinsatz 30 bei einem vollständigen Ausfahren eine planare Fläche auf der Anschlussseite der Ladebuchse bilden, wodurch ein Eindringen von Schmutz in den Anschlussstiftkanal 22 vermieden werden kann. Diese Einstellung kann beispielsweise dann verwendet werden, falls kein Ladevorgang vorgesehen ist und/oder sich das Fahrzeug 14 in einem Fahrbetrieb befindet.
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Während eines Ladevorgangs kann der Schutzeinsatz 30 beispielsweise vollständig in die Ladebuchse 10 eingefahren sein und somit den Anschlussstift 20 zum elektrischen Koppeln mit der Anschlussdose des Ladesteckers freigeben. Nach dem Ladevorgang kann der Elektromotor 32 den Schutzeinsatz 30 vorzugsweise gegen ein entsprechendes Gegenstück des Ladesteckers schieben, wodurch ein automatisches Abkoppeln des Ladesteckers von der Ladebuchse und/oder ein unterstütztes Abkoppeln des Ladesteckers von der Ladebuchse bereitgestellt werden kann.
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Zusätzlich zu dem Schutzeinsatz 30 kann auch ein zweiter Schutzeinsatz (hier nicht gezeigt) in der Führungsbuchse 24, 26 vorgesehen sein, der die Führungsbuchse 24, 26 in einer frontalen Querschnittsfläche ausfüllt und beispielsweise durch einen weiteren Elektromotor bewegt werden kann. Hierdurch kann ein zusätzlicher Schutz vor Verschmutzungen und ein weiterer Angriffspunkt für ein Auswerfen des Ladesteckers bereitgestellt werden.
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Die in 2 beispielhaft dargestellte Schutzvorrichtung 28 kann vorzugsweise für die in 1 gezeigte CCS Ladebuchse angewendet werden. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass Schutzeinsätze 30 in den jeweiligen Anschlussstiftkanälen 22 des Gleichstrombereichs 16 in einem Verbund angesteuert werden, sodass die Schutzvorrichtung 28 beispielsweise den Gleichstrombereich 16 verschließen kann. Dies kann beispielsweise dann angewendet werden, falls ein ausschließliches Laden über Wechselstrom erfolgt. Entsprechend kann umgekehrt auch nur der Wechselstrombereich 18 mittels der Schutzvorrichtung 28 durch die Schutzeinsätze 30 verschlossen werden.
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In 3 ist ein schematisches Verfahrensdiagramm zum Verschließen und/oder Freigeben einer Ladebuchse 10 zum Aufladen eines elektrischen Energiespeichers 12 eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs 14 dargestellt. In einem Schritt S10 sind in der Ladebuchse zumindest ein Anschlussstift, der in einem Anschlussstiftkanal angeordnet ist und der mit einer Anschlussdose eines Ladesteckers elektrisch koppelbar ist, und eine Schutzvorrichtung bereitgestellt, die einen Schutzeinsatz aufweist, der eine Aussparung für den zumindest einen Anschlussstift aufweist und derart um den Anschlussstift herum angeordnet ist, dass der Anschlussstiftkanal durch den Schutzeinsatz in einem Querschnitt ausgefüllt ist. In einem Schritt S12 verschiebt die Schutzvorrichtung bei einer Ansteuerung den Schutzeinsatz in Längsrichtung des Anschlussstifts, wodurch der Anschlussstiftkanal zu einer Anschlussseite hin verschlossen oder freigegeben wird.
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Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung eine Schutz- und Auswerfvorrichtung für eine Hochvoltladebuchse bereitgestellt werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 4447023 A1 [0005]
- DE 102010041314 A1 [0006]
- DE 102010041317 A1 [0007]
