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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ladedose. Zum elektrischen Laden eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs wird ein elektrischer Ladestecker einer externen Ladestation mit einer im Fahrzeug befindliche Ladedose kontaktiert. Der Ladestecker kann Kontaktpins umfassen, welche in Ladebuchsen der Ladedose hineingesteckt werden können. Dabei kann mit Gleichstrom oder mit Wechselstrom geladen werden, wobei jeweils eine der Ladebuchse der Ladedose für das Laden mittels Gleichstrom und eine der anderen Ladebuchsen für das Laden mit Wechselstrom geeignet ist.
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Stand der Technik
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Die
DE 10 2018 123 621 betrifft ein Kontaktgehäuse für eine Ladedose eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine Steckerschnittstelle mit mehreren Aufnahmeöffnungen zum Aufnehmen jeweiliger Kontaktstifte, die zum Aufladen einer Batterie des Kraftfahrzeugs mit einem Ladestecker kontaktierbar sind, wobei das Kontaktgehäuse ein Mehrkomponentenspritzgussteil ist, dessen Hauptkörper aus einer ersten Komponente hergestellt ist, und zumindest jeweilige Umrandungen der Aufnahmeöffnungen bildende Dichtungsbereiche aus einer zweiten Komponente hergestellt sind, die elastischer als die erste Komponente ist.
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Bei einem Combined Charging System kann die Ladedose sowohl eine Ladeschnittstelle für das Wechselstrom-Laden, als auch eine Ladeschnittstelle für das Gleichstrom-Laden umfassen. Die jeweiligen Ladeschnittstellen an der Ladedose können verschmutzt werden oder von Regenwasser beschädigt werden.
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Beschreibung der Erfindung
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine verbesserte Ladedose bereitzustellen, die mögliche Verschmutzungen, Umwelteinflüsse und Beschädigungen verhindert bzw. im Vergleich zu eine herkömmlichen Ladedose reduziert.
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Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den begleitenden Figuren angegeben.
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Ein Aspekt der Erfindung betrifft eine Ladedose eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs umfassend ein Gehäuse, in welchem ein Wechselstrom-Ladeanschluss - nachfolgend AC-Ladeanschluss - und ein Gleichstromladeanschluss - nachfolgend DC-Ladeanschluss - angeordnet sind. Des Weiteren ist ein erstes Deckelelement vorgesehen, das an dem Gehäuse angeordnet und eingerichtet ist, den AC-Ladeanschluss der Ladedose in einer geschlossenen Stellung abzudecken, wobei das erste Deckelelement eine erste Arretiereinrichtung umfasst, welche eingerichtet ist, das erste Deckelelement in der geschlossenen Stellung zu halten und bei einer Betätigung der ersten Arretiereinrichtung das erste Deckelelement freizugeben. Ebenfalls ist ein zweites Deckelelement vorgesehen, das an dem Gehäuse angeordnet und eingerichtet ist, den DC-Ladeanschluss der Ladedose in einer geschlossenen Stellung abzudecken, wobei das zweite Deckelelement eine zweite Arretiereinrichtung umfasst, welche eingerichtet ist, das zweite Deckelelement in der geschlossenen Stellung zu halten und bei einer Betätigung der zweiten Arretiereinrichtung das zweite Deckelelement freizugeben. Auch ist ein Verbindungselement vorgesehen, das eingerichtet ist, bei einem Betätigen der zweiten Arretiereinrichtung gleichzeitig die erste Arretiereinrichtung zu betätigen. Das elektrisch betriebene Fahrzeug kann sowohl ein rein elektrisch betriebenes Fahrzeug, als auch ein Hybridfahrzeug sein.
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Die Ladedose kann die Ladebuchsen für die AC- Ladeschnittstelle und DC-Ladeschnittstelle umfassen oder die zu den Ladebuchsen korrespondierenden Ladekontaktpins für die AC-Ladeschnittstelle und DC- Ladeschnittstelle. Beispielsweise können die AC-Ladeschnittstelle und die DC-Ladeschnittstelle unterschiedliche Ladestecker aufnehmen. An dem Gehäuse sind das erste Deckelelement und das zweite Deckelelement angeordnet. Um die AC-Ladeschnittstelle und die DC-Ladeschnittstelle vor Schmutz und Regenwasser zu schützen sind die AC-Ladeschnittstelle und die DC-Ladeschnittstelle von dem ersten Deckelelement und dem zweiten Deckelelement abgedeckt. Das erste Deckelelement deckt in der geschlossenen Stellung den AC-Ladeanschluss ab, das zweite Deckelelement deckt in der geschlossenen Stellung den DC-Ladeanschluss ab. Das erste Deckelelement wird von der ersten Arretiereinrichtung in der geschlossenen Stellung gehalten. Das zweite Deckelelement wird von der zweiten Arretiereinrichtung in der geschlossenen Stellung gehalten. Die erste Arretiereinrichtung und die zweite Arretiereinrichtung können ebenfalls an dem Gehäuse angeordnet sein. Das erste Deckelelement und das zweite Deckelelement können beispielsweise aus einem thermoplastischen Kunststoff, wie zum Beispiel Polyethylen, hergestellt sein. Die erste Arretiereinrichtung und die zweite Arretiereinrichtung können beispielsweise Scharnierhebel oder Drücker sein. Beispielsweise kann die erste Arretiereinrichtung eine erste Torsionsfeder umfassen und die zweite Arretiereinrichtung kann eine zweite Torsionsfeder umfassen. Über die erste Torsionsfeder und die zweite Torsionsfeder sind die erste Arretiereinrichtung und die zweite Arretiereinrichtung bewegbar, um das erste Deckelelement und das zweite Deckelelement in der geschlossenen Stellung zu halten und aus der geschlossenen Stellung freizugeben. Das Verbindungselement verbindet die erste Arretiereinrichtung mit der zweiten Arretiereinrichtung, um bei dem Betätigen der zweiten Arretiereinrichtung gleichzeitig die erste Arretiereinrichtung zu betätigen. Das Verbindungselement kann beispielsweise ein Mitnahmebolzen sein.
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Möchte ein Benutzer das elektrisch betriebene Fahrzeug mit Wechselstrom laden, so wird nur die AC-Ladeschnittstelle benötigt. Das erste Deckelelement der AC-Ladeschnittstelle kann über Betätigen der ersten Arretiereinrichtung in eine geöffnete Stellung gebracht werden, sodass die AC-Ladeschnittstelle mit einer korrespondierenden AC-Ladeschnittstelle, beispielsweise einem Ladestecker, elektrisch und mechanisch verbunden werden kann. Während einem elektrischen Ladevorgang mit der AC-Ladeschnittstelle der Ladedose bleibt das zweite Deckelelement über der DC-Ladeschnittstelle geschlossen, so dass DC-Ladeschnittstelle vor Schmutz und äußeren Einflüssen geschützt ist.
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Soll das elektrisch betriebene Fahrzeug mittels Gleichstrom elektrisch geladen werden, wird dafür die DC-Ladeschnittstelle benötigt. Für den elektrischen Ladevorgang mit der DC-Ladeschnittstelle müssen nunmehr beide Deckenelemente, also das erste Deckelelement über der AC-Ladeschnittstelle und das zweite Deckelelement zum Schutz der DC-Ladeschnittstelle geöffnet werden. Die zweite Arretiereinrichtung ist über das Verbindungselement mit der ersten Arretiereinrichtung mechanisch gekoppelt. Um das erste Deckelelement und das zweite Deckelelement gleichzeitig zu öffnen, muss lediglich die zweite Arretiereinrichtung betätigt werden, da über das Verbindungselement die Bewegung der zweiten Arretiereinrichtung auf die erste Arretiereinrichtung übertragen wird. Hierdurch wird neben der Betätigung der zweiten Arretiereinrichtung ebenfalls die erste Arretiereinrichtung betätigt, sodass das erste Deckelelement gleichzeitig mit dem zweiten Deckelelement geöffnet wird.
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In einer Ausgestaltungsform ist das Verbindungselement an der zweiten Arretiereinrichtung befestigt oder die zweite Arretiereinrichtung und das Verbindungselement ist einstückig ausgeführt. Beispielsweise kann das Verbindungselement ein Mitnahmestift sein, welcher an der zweiten Arretiereinrichtung fixiert ist. In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann das Verbindungselement mit der zweiten Arretiereinrichtung ein einzelnes Bauteil bilden. Beispielsweise können die erste und die zweite Arretiereinrichtung über Spritzgussverfahren hergestellt werden, wobei das Verbindungselement und die zweite Arretiereinrichtung ein einzelnes Bauteil bilden.
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In einer Ausgestaltungsform ragt das Verbindungselement in eine Aussparung der ersten Arretiereinrichtung hinein. Alternativ oder zusätzlich kann das Verbindungselement auch in der ersten Arretiereinrichtung form- oder stoffschlüssig verbunden werden. Zum Beispiel kann das Verbindungselement an der ersten Arretiereinrichtung angeschraubt oder mit der ersten Arretiereinrichtung verschweißt sein.
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In einer Ausgestaltungsform umfasst die erste Arretiereinrichtung einen ersten Scharnierhebel und die zweite Arretiereinrichtung umfasst einen zweiten Scharnierhebel. Bei Betätigen der ersten Arretiereinrichtung wird ebenfalls der erste Scharnierhebel betätigt und bei Betätigen der zweiten Arretiereinrichtung ist der zweite Scharnierhebel betätigbar und das Verbindungselement dergestalt eingerichtet, dass bei Betätigen des zweiten Scharnierhebels gleichzeitig der erste Scharnierhebel betätigt wird. Der erste Scharnierhebel und der zweite Scharnierhebel können erfindungsgemäß an dem Gehäuse angeordnet sein. Der erste Scharnierhebel und der zweite Scharnierhebel halten das erste Deckelelement und das zweite Deckelelement ohne Betätigung einer der beiden Arretiereinrichtungen in der geschlossenen Stellung.
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Gemäß einer alternativen Ausgestaltungsform kann die erste Arretiereinrichtung einen ersten Drücker und die zweite Arretiereinrichtung einen zweiten Drücker umfassen. Der erste Drücker und der zweite Drücker können über Federelemente an dem Gehäuse angeordnet sein. Durch Drücken des ersten Drückers kann das erste Deckelelement geöffnet werden. Durch Drücken des zweiten Drückers können das erste Deckelelement und das zweite Deckelelement geöffnet werden, indem der zweite Drücker über das Verbindungselement mit dem ersten Drücker verbunden ist.
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In einer Ausgestaltungsform weist die erste Arretiereinrichtung einen ersten Vorsprung auf, der eingerichtet ist, das erste Deckelelement in der geschlossenen Stellung zu halten und die zweite Arretiereinrichtung weist einen zweiten Vorsprung auf, der eingerichtet ist, das zweite Deckelelement in der geschlossenen Stellung zu halten.
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In einer Ausgestaltungsform ist jeweils an dem ersten Deckelelement und dem zweiten Deckelelement ein Rotationsdämpfer angeordnet, um ein geräuschloses Bewegen des ersten Deckelelements und des zweiten Deckelelements zu ermöglichen. Durch die Rotationsdämpfer werden beispielsweise Geräusche bei einem Anschlagen bei einem Öffnen oder Schließen des ersten Deckelelements und des zweiten Deckelelements an dem Gehäuse vermieden. Die Rotationsdämpfer können beispielsweise hydraulische Rotationsdämpfer sein, welche in dem Bereich, in welchem das erste Deckelelement und das zweite Deckelelement an dem Gehäuse angeordnet sind, angeordnet sind. Die Rotationsdämpfer können zum Beispiel aus Kunststoff hergestellt werden.
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In einer Ausgestaltungsform umfasst das erste Deckelelement eine Überdeckung mit dem zweiten Deckelelement umfasst, wobei bei einem Überführen des ersten Deckelelements in die geschlossene Stellung das zweite Deckelelement automatisch ebenfalls in die geschlossene Stellung überführt wird. Das erste Deckelelement und des zweite Deckelelement können von einer geöffneten Stellung in die geschlossene Stellung überführt werden. In einem weiteren Ausführungsbeispiel können das erste Deckelelement und das zweite Deckelelement von einer Zwischenstellung in die geschlossene Stellung überführt werden. Die Zwischenstellung kann jegliche Stellung des ersten Deckelelements und des zweiten Deckelelements zwischen der geöffneten Stellung und der geschlossenen Stellung sein. Durch die Überdeckung muss nach einem elektrischen Ladevorgang mit der DC-Ladeschnittstelle lediglich das erste Deckelelement betätigen, da das zweite Deckelelement von dem ersten Deckelelement mitgenommen wird. Zusätzlich bildet die Überdeckung einen Schutz der AC-Ladeschnittstelle und der DC-Ladeschnittstelle vor Schmutz, Wasser oder anderen Umwelteinflüssen.
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In einer Ausgestaltungsform ist an dem ersten Deckelelement ein erstes Federelement angeordnet, das eingerichtet ist, ein Öffnen des ersten Deckelelements zu unterstützen und an dem zweiten Deckelelement ein zweites Federelement angeordnet ist, das eingerichtet ist, ein Öffnen des zweiten Deckelelements zu unterstützen. Das erste Federelement und das zweite Federelement können beispielsweise jeweils Torsionsfedern sein. Das erste Deckelelement kann mit einer ersten Torsionsfeder an dem Gehäuse befestigt sein. Das zweite Deckelelement kann mit einer zweiten Torsionsfeder an dem Gehäuse befestigt sein.
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In einer Ausgestaltungsform sind das erste Deckelelement und das zweite Deckelement drehbar an einer gemeinsamen Achse an dem Gehäuse angeordnet. Das erste Deckelelement und das zweite Deckelelement können koaxial zueinander an dem Gehäuse angeordnet sein. Vorzugsweise ist das erste Deckelelement und das zweite Deckelelement an einem gemeinsamen Bolzen drehbar an dem Gehäuse angeordnet. Das erste Deckelelement und das zweite Deckelelement können auch versetzt zueinander, jedoch koaxial an dem Gehäuse angeordnet sein.
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Weiterhin kann das Gehäuse der Ladedose ein Gebläse mit einer Sensoreinheit umfassen. Das Gebläse kann Ausströmer umfassen, welche in einem Bereich um die AC-Ladeschnitttelle und die DC-Ladeschnittstelle angeordnet sind. Die Sensoreinheit erkennt vor dem elektrischen Ladevorgang ob sich Schmutz oder Feuchtigkeit an der AC-Ladeschnittstelle oder der DC-Ladeschnittstelle befindet. Falls dies der Fall ist, wird das Gebläse von einer Steuerungseinheit elektronisch aktiviert und entfernt den Schmutz oder die Feuchtigkeit.
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Ein weiterer Aspekt betrifft eine Verwendung einer Ladedose in einem elektrisch betriebenen Fahrzeug. Die Ladedose kann beispielsweise in Landfahrzeugen, Luftfahrzeugen oder Wasserfahrzeugen verwendet werden.
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Die erfindungsgemäße Ladedose stellt eine einfache Handhabung für den Benutzer dar und schützt die AC-Ladeschnittstelle und die DC-Ladeschnittstelle vor Schmutz und äußeren Umwelteinflüssen, wie Feuchtigkeit.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur der angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Figurenliste
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Nachfolgend wird ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren erläutert. Es zeigen:
- 1 eine Vorderansicht der Ladedose;
- 2 eine perspektivische Darstellung einer ersten Arretiereinrichtung der Ladedose; und
- 3 eine Schnittdarstellung der ersten Arretiereinrichtung und einer zweiten Arretiereinrichtung der Ladedose.
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Die Figuren sind lediglich schematische Darstellungen und dienen nur der Erläuterung der Erfindung. Gleiche oder gleichwirkende Elemente sind durchgängig mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Die 1 zeigt eine Ladedose 100 in einer Vorderansicht. Die Ladedose 100 umfasst ein Gehäuse 103 angeordnet an einem elektrisch betriebenen Fahrzeug, ein erstes Deckelelement 101 und ein zweites Deckelelement 102. In dem Gehäuse 103 sind eine AC-Ladeschnittstelle und eine DC-Ladeschnittstelle angeordnet (nicht sichtbar in der Figur 1). Das erste Deckelelement 101 deckt in einer geschlossenen Stellung die AC-Ladeschnittstelle ab. Das zweite Deckelelement 102 deckt in einer geschlossenen Stellung die DC-Ladeschnittstelle ab. Das erste Deckelelement 101 umfasst einen ersten Scharnierhebel 101a als eine erste Arretiereinrichtung. Das zweite Deckelelement 102 umfasst einen zweiten Scharnierhebel 102a als eine zweite Arretiereinrichtung. Der erste Scharnierhebel 101a ist über einen Mitnahmestift 110 (nicht sichtbar in der Figur 1) als Verbindungselement mit dem zweiten Scharnierhebel 102a verbunden. Der erste Scharnierhebel 101a und der zweite Scharnierhebel 102a können in dem Gehäuse 103 federnd gelagert sein. Das erste Deckelelement 101 und das zweite Deckelelement 102 sind über einen gemeinsamen Bolzen 104 um eine gemeinsame Achse drehbar an dem Gehäuse 103 gelagert.
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In einem alternativen Ausführungsbeispiel ist das erste Deckelelement 101 an einem ersten Bolzen drehbar an dem Gehäuse 103 gelagert und das zweite Deckelelement 102 ist an einem zweiten Bolzen drehbar an dem Gehäuse 103 gelagert.
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Bei einem elektrischen Laden eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs mit einer AC-Ladeschnittstelle muss lediglich das erste Deckelelement 101 geöffnet werden. Zum Öffnen des ersten Deckelelements 101 wird der erste Scharnierhebel 101a betätigt und ein Arretieren des ersten Deckelelements 101 durch den ersten Scharnierhebel 101a wird gelöst. Durch Betätigen des ersten Deckelelements 101 kann das erste Deckelelement 101 wieder in die geschlossene Stellung gebracht werden und durch den ersten Scharnierhebel 101a arretiert werden. Zusätzlich kann das erste Deckelelement 101 einen Rotationsdämpfer umfassen, welcher ein geräuschloses Bewegen des ersten Deckelelements 101 ermöglicht. Der Rotationsdämpfer kann beispielsweise in einem Bereich des ersten Deckelelements 101 an dem Bolzen 104 angeordnet sein.
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Zum elektrischen Laden des elektrisch betriebenen Fahrzeugs mit der DC-Ladeschnittstelle müssen das erste Deckelelement 101 und das zweite Deckelelement 102 geöffnet werden.
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Zum Öffnen des ersten Deckelelements 101 und des zweiten Deckelelements 102 muss lediglich der zweite Scharnierhebel 102a betätigt werden, um ein Arretieren des ersten Deckelelements 101 und des zweiten Deckelelements 102 zu lösen. Bei Betätigung des zweiten Scharnierhebels 102a wird durch den Mitnahmestift 110 ebenfalls der erste Scharnierhebel 101a betätigt. Durch Betätigen des zweiten Scharnierhebels 102a können das erste Deckelelement 101 und das zweite Deckelelement 102 in eine geöffnete Stellung gebracht werden. Das zweite Deckelelement 102 kann ebenfalls einen Rotationsdämpfer umfassen, um ein geräuschloses Bewegen des zweiten Deckelelements 102 zu ermöglichen.
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Zum Schließen des ersten Deckelelements 101 und des zweiten Deckelelements 102 nach einem elektrischen Ladevorgang mit einem DC-Ladeanschluss muss lediglich das erste Deckelelement 101 betätigt werden. Das erste Deckelelement 101 umfasst in einem Bereich mit dem zweiten Deckelelement 102 eine Überdeckung 105, sodass bei Betätigen des ersten Deckelelements 101 das zweite Deckelelement 102 automatisch mitgenommen wird.
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Die 2 zeigt die erste Arretiereinrichtung in einer perspektivischen Darstellung. Gemäß der 2 ist die erste Arretiereinrichtung ein erster Scharnierhebel 101 a. Der zweite Scharnierhebel 102a ist in 2 nicht dargestellt. Der erste Scharnierhebel 101a umfasst einen Vorsprung 106, durch welchen das erste Deckelelement 101 in der geschlossenen Stellung gehalten wird. Der erste Scharnierhebel 101a umfasst eine Aussparung 107. Das erste Deckelelement 101 umfasst weiterhin eine Überdeckung 105, welche einen Bereich des zweiten Deckelelements 102 überlappt. Die Überdeckung 105 dient zum Schließen des ersten Deckelelements 101 und des zweiten Deckelelements 102 nach dem elektrischen Ladevorgang mit dem DC-Ladeanschluss. Dafür muss nur das erste Deckelelement 101 betätigt werden. Durch die Überdeckung 105 wird das zweite Deckelelement 102 von dem ersten Deckelelement 101 automatisch mitgenommen und ebenfalls wieder in die geschlossene Stellung gebracht. Das erste Deckelelement 101 umfasst in einem Kontaktbereich mit dem ersten Scharnierhebel 101a eine Fase 108. Als Fasen werden abgeschrägte Kanten bezeichnet, bei denen zumindest noch eine kleine gerade Kante stehen bleibt. Der erste Scharnierhebel 101a umfasst eine Gegenfase 113, wodurch bei dem Schließen des ersten Deckelelements 101 ein einfaches Einrasten des ersten Deckelelements 101 in den ersten Scharnierhebel 101a ermöglicht wird. Das zweite Deckelelement 102 umfasst ebenfalls eine Fase 109.
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Die 3 zeigt die erste Arretiereinrichtung und die zweite Arretiereinrichtung einer Ladedose in einer Schnittdarstellung. Der Mitnahmestift 110 ist in dem zweiten Scharnierhebel 102a befestigt und ragt in die Aussparung 107 des ersten Scharnierhebels 101a hinein. Der erste Scharnierdeckel 101a ist mit einer Torsionsfeder 111 in dem Gehäuse 103 angeordnet. Die Torsionsfeder 111 hält den ersten Scharnierhebel 101a auf Spannung, um das erste Deckelelement 101 in der geschlossenen Stellung zu arretieren. Der zweite Scharnierhebel 102a umfasst ebenfalls eine Torsionsfeder 112, um das zweite Deckelelement 102 in der geschlossenen Stellung zu arretieren.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Ladedose
- 101
- erstes Deckelelement
- 101a
- erster Scharnierhebel
- 102
- zweites Deckelelement
- 102a
- zweiter Scharnierhebel
- 103
- Gehäuse
- 104
- Bolzen
- 105
- Überdeckung
- 106
- Vorsprung
- 107
- Aussparung
- 108
- Fase des ersten Deckelelements
- 109
- Fase des zweiten Deckelelements
- 110
- Mitnahmestift
- 111
- Torsionsfeder des ersten Scharnierhebels
- 112
- Torsionsfeder des zweiten Scharnierhebels
- 113
- Gegenfase
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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