DE102020207394A1 - Ladevorrichtung für elektrisch angetriebene Kraftfahrzeuge mit einem Fangtrichter mit einer Klappe mit einem Fahrzeugkennzeichen - Google Patents

Ladevorrichtung für elektrisch angetriebene Kraftfahrzeuge mit einem Fangtrichter mit einer Klappe mit einem Fahrzeugkennzeichen Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ladevorrichtung für elektrisch angetriebene Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem Ladearm mit einer konduktiven Steckverbindung, wobei der Ladearm federelastische Mittel zur Neutralstellung des Ladearms und eine Kupplungskörperfeder umfasst; und einem Fangtrichter am elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeug für den Ladearm, wobei der Fangtrichter zwei Klappen und einen festen Trichter und eine Kulissenführung umfasst; und einer Führungshülse am Ladearm, wobei die Führungshülse einen Führungshülsenrand in Form einer Kugelkalotte und eine Führungskulisse und eine Führungshülsenfeder umfasst, wobei eine äußere Klappe des Fangtrichters ein Kennzeichen des elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs trägt. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betrieb der Ladevorrichtung für elektrisch angetriebene Kraftfahrzeuge.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ladevorrichtung für elektrisch angetriebene Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem Ladearm mit einer konduktiven Steckverbindung, wobei der Ladearm federelastische Mittel zur Neutralstellung des Ladearms und eine Kupplungskörperfeder umfasst; und einem Fangtrichter am elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeug für den Ladearm, wobei der Fangtrichter zwei Klappen und einen festen Trichter und eine Kulissenführung umfasst; und einer Führungshülse am Ladearm, wobei die Führungshülse einen Führungshülsenrand in Form einer Kugelkalotte und eine Führungskulisse und eine Führungshülsenfeder umfasst, wobei eine äußere Klappe des Fangtrichters ein Kennzeichen des elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs trägt. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betrieb der Ladevorrichtung für elektrisch angetriebene Kraftfahrzeuge.
  • Stand der Technik
  • Die Elektrifizierung des Antriebs von Kraftfahrzeugen, welche als batterieelektrisch angetriebene Kraftfahrzeuge oder als sogenannte Hybridfahrzeuge ausgebildet sind, stellt die zentrale Aufgabe des Ladens der Traktionsbatterien der elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeuge. Üblicherweise werden die elektrischen Energiespeicher der batterieelektrisch angetriebenen Kraftfahrzeuge über Kabel aufgeladen, welche manuell gesteckt und nach abgeschlossenem Ladevorgang wieder abgezogen werden. Üblicherweise sind diese Kabel mit genormten Steckverbindern ausgestattet. In Europa sind diese Stecker beispielsweise in der Norm EN 62196 beschrieben, vorwiegend wird der sogenannte Typ 2 Stecker verwendet. Dieser Stecker ist für einen manuellen Steckvorgang ausgelegt. Um diesen Stecker von Hand zu stecken, positioniert der Nutzer den Stecker so auf der am elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeug angeordneten Kupplung, dass ein Steckvorgang möglich ist. Dazu muss der Stecker sehr genau geführt werden. Üblicherweise ist eine Genauigkeit der Führung mit einem seitlichen Versatz von maximal einem Millimeter erforderlich. Bei einem aufmerksam durchgeführten manuellen Steckvorgang stellt diese Genauigkeit kein Problem für den Nutzer dar. Wenn aber widrige äußere Umstände ein sorgfältiges Durchführen des Steckvorgangs nicht möglich machen, ist das Stecken für den Nutzer des elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs aufgrund der geforderten genauen Ausrichtung sehr schwierig. Das kann beispielsweise bei Nacht, bei Regen oder tiefen Temperaturen der Fall sein.
  • Gleichzeitig ist es für die Akzeptanz der elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeuge wichtig, die Nutzung der elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeuge sowohl im Betrieb als auch beim Nachladen so einfach wie möglich zu gestalten.
  • In der Schrift DE 11 2016 006 820 T5 wird das mobile Aufladen von Elektrofahrzeugen beschrieben. Diese Elektrofahrzeuge umfassen vollelektrische Fahrzeuge und Hybridelektrofahrzeuge, welche eine oder mehrere Batterien einsetzen, um elektrische Energie zu speichern. Die Kapazität dieser Batterien wird typischerweise so groß bemessen, dass eine ausreichende Reichweite der Fahrzeuge ermöglicht wird. Weiterhin wird eine Ladeschnittstelle offenbart, die auf einer Außenseite des Elektrofahrzeugs angeordnet ist. Diese Ladeschnittstelle ist dazu konfiguriert, mit einer zweiten Ladeschnittstelle auf einem Gelenkarm in Eingriff gebracht zu werden, um Energie von einer Energiequelle zur Batterie des Elektrofahrzeugs zu übertragen.
  • Die Ladeeinrichtung beinhaltet eine Energieversorgung, einen Gelenkarm, eine zweite Ladeschnittstelle, die an ein Ende des Gelenkarms gekoppelt ist, und eine Steuerung, um den Gelenkarm zu bewegen, um die zweite Ladeschnittstelle mit der ersten Ladeschnittstelle in Eingriff zu bringen. Eine offenbarte beispielhafte Vorrichtung beinhaltet ein erstes Fahrzeug mit einer ersten Ladeschnittstelle, die in einer Aussparung angeordnet ist, die in einer Außenfläche des ersten Fahrzeugs gebildet ist, und eine Ladeeinrichtung mit einem Gelenkarm. Eine zweite Ladeschnittstelle ist an einem Ende des Gelenkarms angeordnet. Der Gelenkarm dient dazu, die zweite Ladeschnittstelle auszufahren, um die erste Ladeschnittstelle in Eingriff zu bringen.
  • Nachteilig an diesem Vorschlag des Standes der Technik ist, dass die an der Außenseite des elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs angeordnete Ladeschnittstelle keine Führung zur Unterstützung des Steckvorgangs zur Verfügung stellt. Die vorgeschlagene Anordnung in einer Aussparung der äußersten Fläche eines Fahrzeugs oder hinter einer schützenden Abdeckung, wie etwa einer Tür, oder einer Kautschukdichtung, die durchdrungen werden kann, sieht keine Führungsmittel für den Steckvorgang vor. Weiterhin ist an diesem Vorschlag des Standes der Technik nachteilig, dass an der Abdeckung kein Fahrzeugkennzeichen vorgesehen ist.
  • In der Schrift EP 2 460 236 B1 wird ein Ladekabelstecker zur Verbindung eines Elektrofahrzeugs mit einer Ladestation vorgeschlagen. Dieser vorgeschlagene Ladekabelstecker bietet den Vorteil einer höheren elektrischen Sicherheit gegen elektrische Gefahren. Dazu weist die Steckvorrichtung zur Verbindung eines Elektrofahrzeugs mit einer Ladestation die folgenden Merkmale auf: Ein Gehäuse und elektrische Anschlusskontakte zu einer Anschlussvorrichtung in der Ladestation oder in dem Elektrofahrzeug. Weiterhin ein in dem Gehäuse angeordnetes Kodierungsmittel für den Wert der über das Ladekabel übertragbaren Stromstärke und im Bereich des Gehäuses angeordnete Temperaturerfassungsmittel. Außerdem eine Auswerteeinrichtung zur Berechnung eines temperaturkorrigierten Kodierungswertes und ein Kodierungsmittel für dessen Übertragung an eine Ladestromsteuereinrichtung.
  • In nachteiliger Weise weist die vorgeschlagene Steckvorrichtung zur Verbindung eines Elektrofahrzeugs mit einer Ladestation keinerlei Mittel auf, welche die Steckvorgänge vereinfachen. Es wird in nachteiliger Weise keine Führung zur Unterstützung des Steckvorgangs zur Verfügung gestellt. Weiterhin ist an diesem Vorschlag des Standes der Technik nachteilig, dass keine Abdeckung mit einem Fahrzeugkennzeichen vorgesehen ist.
  • Es besteht daher ein Bedarf an einem Führungssystem zur Unterstützung des Steckvorgangs, welches weiterhin eine Aufnahme für ein Fahrzeugkennzeichen umfasst.
  • Daher besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Führungssystem zur Unterstützung des Steckvorgangs zur Verfügung zu stellen, welches weiterhin eine Aufnahme für ein Fahrzeugkennzeichen umfasst.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich durch die Merkmale der abhängigen Patentansprüche.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung mit dem Kennzeichen des Anspruchs 1 bietet mit der erfindungsgemäßen Ladevorrichtung für elektrisch angetriebene Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem Ladearm mit einer konduktiven Steckverbindung, wobei der Ladearm federelastische Mittel zur Neutralstellung des Ladearms und eine Kupplungskörperfeder umfasst; und einem Fangtrichter am elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeug für den Ladearm, wobei der Fangtrichter zwei Klappen und einen festen Trichter und eine Kulissenführung umfasst; und einer Führungshülse am Ladearm, wobei die Führungshülse einen Führungshülsenrand in Form einer Kugelkalotte und eine Führungskulisse und eine Führungshülsenfeder umfasst, den Vorteil, dass eine äußere Klappe des Fangtrichters diesen erweitert und ein Kennzeichen des elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs trägt.
  • Durch die in den abhängigen Ansprüchen genannten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der in dem unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich.
  • Weiterhin bietet die erfindungsgemäße Ladevorrichtung den Vorteil, dass der Ladearm gegen die Federkraft der federelastischen Mittel aus der Neutralstellung beweglich ist. In vorteilhafter Weise ist es so möglich, Ungenauigkeiten beim Abstellen des zu ladenden elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs auszugleichen und einen Steckvorgang zu ermöglichen.
  • In vorteilhafter Weise weist die erfindungsgemäße Ladevorrichtung einen Klappenaktor an dem elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeug auf, durch welchen die Klappen des Fangtrichters geöffnet und/oder geschlossen werden. Dies bietet den Vorteil, dass die Klappen des Fangtrichters nicht manuell durch den Fahrer geöffnet werden müssen. Damit bietet erfindungsgemäße Ladevorrichtung den Vorteil, dass neben dem automatisierten Stecken auch der Vorgang des Öffnens und /oder des Schließens der Klappen automatisiert erfolgt.
  • Von großem Vorteil ist die Anordnung der äußeren Klappe des Fangtrichters der erfindungsgemäßen Ladevorrichtung, so dass in geschlossenem Zustand die Klappe senkrecht oder nahezu senkrecht steht und das von ihr getragene Kennzeichen von außen lesbar sichtbar ist. Somit ist der Fangtrichter der erfindungsgemäßen Ladevorrichtung in vorteilhafter Weise im Betrieb des elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs verschlossen. Aufgrund der Anordnung eines Kennzeichens des elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs auf der äußeren Klappe kann diese Klappe in das Design des Fahrzeugs als unauffällige Abdeckung des Fangtrichters integriert werden.
  • Vorteilhaft ist es, dass die beiden Klappen der erfindungsgemäßen Ladevorrichtung im geöffneten Zustand einen Winkel von 5° bis 45° zur Horizontalen aufweisen. Somit bilden die beiden Klappen eine Erweiterung des festen Trichters und dienen in vorteilhafter Weise zum vertikalen Fangen und Führen des Ladearms.
  • Besonders vorteilhaft ist es, dass die beiden Klappen der erfindungsgemäßen Ladevorrichtung im geöffneten Zustand einen Winkel von 30° zur Horizontalen aufweisen. Die beiden Klappen bilden einen Trichter mit idealem Winkel, in idealer Weise dienen die beiden Klappen so zum vertikalen Fangen und Führen des Ladearms.
  • Von großem Vorteil ist es, dass der feste Trichter der erfindungsgemäßen Ladevorrichtung im geöffneten Zustand eine Breite von 160 mm bis zu 520 mm aufweist. Diese Breite kann in vorteilhafter Weise an die Breite des zu verwendenden Kennzeichens angepasst werden. Somit kann die Breite des festen Trichters an die regionalen Gegebenheiten der Kennzeichenbreite angepasst werden.
  • In vorteilhafter Weise ist der erfindungsgemäßen Ladevorrichtung eine Parkfläche zugeordnet. Somit wird dem Fahrer des elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs eine Vorgabe für die Positionierung des elektrisch angetriebenen Fahrzeugs relativ zur Ladevorrichtung gegeben. Bei elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugen, welche mit Mitteln zum automatisierten Einparken ausgestattet sind, kann die Parkfläche ihrerseits Mittel umfassen, die ein automatisiertes Einparken des elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs ermöglichen.
  • Von großem Vorteil ist es, dass die Parkfläche der erfindungsgemäßen Ladevorrichtung eine Parktasche für elektrisch angetriebene Kraftfahrzeuge umfasst. In vorteilhafter Weise wird so dem Fahrer eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs unmissverständlich durch das Einfahren der Räder in die vertiefte Parktasche für die Räder des elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs angezeigt, dass das Fahrzeug eine optimale Parkposition erreicht hat. Weiterhin ist es vorteilhaft, dass das Fahrzeug durch die Schwerkraft in der Parktasche im Falle eines Bremsversagens festgehalten wird.
  • In vorteilhafter Weise umfasst die Steckverbindung der erfindungsgemäßen Ladevorrichtung Energieübertragungskontakte. In vorteilhafter Weise dienen diese Energieübertragungskontakte zur Übertragung von elektrischer Energie zum Laden des Traktionsenergiespeichers von elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugen, In einer weiteren Ausgestaltung dienen diese Energieübertragungskontakte zur Übertragung von elektrischer Energie aus dem Traktionsenergiespeicher in die Ladevorrichtung. Somit wird in vorteilhafter Weise eine bidirektionale Nutzung der Ladevorrichtung ermöglicht.
  • Von großem Vorteil ist es, dass die Steckverbindung der erfindungsgemäßen Ladevorrichtung Signalübertragungskontakte umfasst. In vorteilhafter Weise dienen diese Signalübertragungskontakte zur Übertragung von Informationen zwischen dem elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeug und der Ladevorrichtung. Von großem Vorteil ist die verbesserte Übertragungssicherheit der kabelgebundenen Informationsübertragung im Vergleich zu den drahtlosen Übertragungsverfahren. Die Informationen sind über die kabelgebundene Übertragung in vorteilhafter Weise abhör- und manipulationssicher.
  • In vorteilhafter Weise umfasst die Steckverbindung der erfindungsgemäßen Ladevorrichtung nacheilende Interlock-Kontakte. In vorteilhafter Weise dienen diese Interlock-Kontakte dazu, über die Interlockverbindung eine ordnungsgemäß gesteckte Steckverbindung der erfindungsgemäßen Ladevorrichtung anzuzeigen. Beim Steckvorgang werden die Interlock-Kontakte als letzte Kontakte verbunden. Somit wird die Interlock-Verbindung elektrisch erst geschlossen, wenn die Energieübertragungskontakte und die Signalübertragungskontakte bereits geschlossen sind. Im umgekehrten Fall, beim Abziehen der Steckverbindung werden die Interlock-Kontakte als erste wieder geöffnet. Damit besteht in vorteilhafter Weise die Möglichkeit, die Energieübertragung vor dem Trennen der Energieübertragungskontakte gefahrlos zu trennen. Die Informationsübertragung kann somit ebenfalls ohne Datenverlust vor dem Trennen der Signalübertragungskontakte unterbrochen werden.
  • In vorteilhafter Weise wird ein Verfahren zum Herstellen einer elektrischen konduktiven Verbindung durch eine Ladevorrichtung für elektrisch angetriebene Kraftfahrzeuge mit den folgenden Schritten durchgeführt: In einem ersten Schritt werden die Klappen am elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeug durch den Klappenaktor geöffnet. In einem folgenden zweiten Schritt wird das elektrisch angetriebene Kraftfahrzeug in eine der Ladevorrichtung zugeordnete Parkfläche eingefahren. Dies kann entweder manuell durch einen Fahrer oder automatisch durch ein autonomes System erfolgen. In einem weiteren dritten Schritt wird der Ladearm durch Führung der Führungshülse an einer der beiden Ladeklappen des elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs beim Einfahren des elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs in die Parkfläche durch Führung der Führungshülse an den schräg stehenden Klappen vertikal ausgerichtet. In einem vierten Schritt erfolgt das horizontale Ausrichten des Ladearms durch Führung der Führungshülse in dem festen Trichter beim Einfahren des elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs in die Parkfläche. Im fünften Schritt wird ein rotatorisches Ausrichten des Ladearms durch Führung der Führungskulisse der Führungshülse in der Kulissenführung des festen Trichters beim Einfahren des elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs in die Parkfläche durchgeführt. In einem sechsten Schritt wird die Federkraft der Führungshülsenfeder der Führungshülse um den Steckerhub überdrückt und der Stecker gesteckt und die Steckkontakte der Steckverbindung geschlossen. In einem siebten Schritt wird die Federkraft der Kupplungskörperfeder des Ladearms beim Einfahren des elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs in die Parkfläche überdrückt und somit ein Endschalter betätigt. In einem achten Schritt signalisiert der im vorigen Schritt betätigte Endschalter den Gestecktzustand der Ladevorrichtung für elektrisch angetriebene Kraftfahrzeuge. Im neunten Schritt kann nun die Energieübertragung des Ladevorgangs durchgeführt werden. In vorteilhafter Weise bietet dieses Verfahren durch die Kombination von mechanischen Führungsprozessen des Einführtrichters mit den federbelasteten Mitteln des Ladearms mit der elektrischen Überwachung durch die Interlockkontakte eine robuste und sichere Möglichkeit zur automatisierten konduktiven Verbindung eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs mit einer Ladevorrichtung.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann aus der nachfolgenden Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen, die jedoch nicht als die Erfindung beschränkend auszulegen sind, unter Bezugnahme auf die beigelegten Zeichnungen ersichtlich.
  • Figurenliste
  • Es zeigt:
    • 1 einen beispielhaften Fangtrichter eines batterieelektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs mit Steckvorrichtung;
    • 2 einen vertikalen Schnitt durch einen beispielhaften Fangtrichter eines batterieelektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs mit Steckvorrichtung;
    • 3 einen horizontalen Schnitt durch einen beispielhaften Fangtrichter eines batterieelektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs mit Steckvorrichtung;
    • 4 einen beispielhaften Ladearm einer Ladevorrichtung für batterieelektrisch angetriebene Kraftfahrzeuge mit einem Steckverbinder;
    • 5 einen beispielhaften Ladearm einer Ladevorrichtung für batterieelektrisch angetriebene Kraftfahrzeuge mit einem Steckverbinder;
    • 6 einen beispielhaften Ladearm einer Ladevorrichtung für batterieelektrisch angetriebene Kraftfahrzeuge mit einem Steckverbinder;
  • Alle Figuren sind lediglich schematische Darstellungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung und ihrer Bestandteile gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung. Insbesondere Abstände und Größenrelationen sind in den Figuren nicht maßstabsgetreu wiedergegeben. In den verschiedenen Figuren sind sich entsprechende Elemente mit den gleichen Referenznummern versehen.
  • Die 1 zeigt einen beispielhaften Fangtrichter 8 einer Ladevorrichtung 1 eines batterieelektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs 2 mit einer Steckvorrichtung 4. Die obere Klappe 9 und die untere Klappe 10 sind aufgeklappt. An den von den beiden Klappen 9, 10 gebildeten Trichter zum vertikalen Ausrichten des Ladearms 3 schließt sich ein fester Trichter 11 an. Ein Teil des festen Trichters 11 bildet der Fangtrichter 8 zur horizontalen Ausrichtung des Ladearms 3. Die Steckverbindung 4 befindet sich mittig am Grund des Fangtrichters 8. Diese Steckverbindung enthält Energieübertragungskontakte 22 und Signalübertragungskontakte 23. Die Interlockkontakte 24 sind nicht gezeigt.
  • Die 2 zeigt einen vertikalen Schnitt durch einen beispielhaften Fangtrichter 8 eines batterieelektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs 2 mit Steckvorrichtung 4 und Steckverbinder 27 des Ladearms 3. Ebenfalls dargestellt ist die Führungshülse 13 des Ladearms 3. In der Darstellung rechts wird der Beginn eines Steckvorgangs gezeigt, die Führungshülse 13 gleitet mit dem Rand der Kugelkalotte 15 an der inneren Fläche der oberen Klappe 9 entlang und wird vertikal in Richtung der Steckverbindung 4 abgewiesen. Diese obere Klappe 9 trägt auf der Außenseite das Kennzeichen 19. Da diese obere Klappe 9 nach oben geklappt wird, ist es immer noch möglich, das Kennzeichen 19 zumindest von oben abzulesen. An der Führungshülse 13 befindet sich die Führungskulisse 16 zur rotatorischen Führung der Führungshülse 13. Diese Führungskulisse 16 wird von dem Führungsstein 28 des Fangtrichters 8 so geführt, dass der Steckverbinder 27 des Ladearms 3 und die Steckverbindung 4 im Grund des Fangtrichters 8 zueinander ohne Verdrehung ausgerichtet sind. Die untere Klappe 10 ist ebenfalls abgeklappt, diese Klappe 10 trägt aber kein Kennzeichen 19 und bildet im Ruhezustand die innenliegende Klappe.
  • Die 3 zeigt einen horizontalen Schnitt durch einen beispielhaften Fangtrichter 8 eines batterieelektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs 2 mit Steckvorrichtung 4 und Steckverbinder 27 des Ladearms 3. Die Führungshülse 13 des Ladearms 3 wurde bereits von der unteren Klappe 10 so geführt, dass die Kugelkalotte 15 der Führungshülse 13 in dem festen Trichter 11 geführt wird. Der Steckverbinder 27 des Ladearms 3 wird durch die Führungskulisse 16, welche sich in Eingriff mit dem Führungsstein 28 befindet, so gedreht, dass ein Steckvorgang in die Steckverbindung 4 möglich ist.
  • Die 4 zeigt einen beispielhaften Ladearm 3 einer Ladevorrichtung 1 für batterieelektrisch angetriebene Kraftfahrzeuge 2 mit einem Steckverbinder 27. Der Ladearm 3 trägt die Führungshülse 13, welche von der Führungshülsenfeder 17 abgestützt wird. Zum besseren Gleiten an den Führungsflächen in dem durch die Klappen 9, 10 und den festen Trichter 11 gebildeten Fangtrichter 8 umfasst die Führungshülse eine Kugelkalotte 15. Der Ladearm 3 wird durch die Kupplungskörperfeder 7 abgestützt. Die Position des Ladearms 3 wird durch den Endschalter 26 überwacht. Die Federkräfte der Führungshülsenfeder 17 und der Kupplungskörperfeder 7 sind so über die Federkonstanten der Führungshülsenfeder 17 und der Kupplungskörperfeder 7 aufeinander abgestimmt, dass zunächst die von der Führungshülsenfeder 17 abgestützte Führungshülse 13 bis auf Anschlag eingedrückt wird und dann der Ladearm 3 gegen die Federkraft der Kupplungskörperfeder 7 verschoben wird. Diese Verschiebung des Ladearms 3 wird über den Endschalter 26 überwacht, so dass erst bei Ansprechen des Endschalters 26 das Ladeverfahren gestartet werden kann.
  • Die 5 zeigt einen beispielhaften Ladearm 3 einer Ladevorrichtung 1 für batterieelektrisch angetriebene Kraftfahrzeuge 2 mit einem Steckverbinder 27. In dieser 5 befindet sich die Führungshülse 13 bereits in der hinteren, zurückgedrückten Position. Die Führungshülsenfeder 17 ist zusammengedrückt. Der Ladearm 3 ist noch nicht verschoben, die Kupplungskörperfeder 7 befindet sich noch in der Ausgangsstellung, der Endschalter 26 hat daher noch nicht angesprochen.
  • Die 6 zeigt einen beispielhaften Ladearm 3 einer Ladevorrichtung 1 für batterieelektrisch angetriebene Kraftfahrzeuge 2 mit einem Steckverbinder 27. In dieser 6 befindet sich die Führungshülse 13 ebenfalls in der hinteren, zurückgedrückten Position. Die Führungshülsenfeder 17 ist zusammengedrückt.
  • Der Ladearm 3 ist ebenfalls verschoben, die Kupplungskörperfeder 7 ist zusammengedrückt, der Endschalter 26 hat angesprochen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 112016006820 T5 [0004]
    • EP 2460236 B1 [0007]

Claims (13)

  1. Ladevorrichtung (1) für elektrisch angetriebene Kraftfahrzeuge (2), bestehend aus einem Ladearm (3) mit einer konduktiven Steckverbindung (4), wobei der Ladearm (3) federelastische Mittel (5) zur Neutralstellung (6) des Ladearms (3) und eine Kupplungskörperfeder (7) umfasst; und einem Fangtrichter (8) am elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeug (2) für den Ladearm (3), wobei der Fangtrichter (8) zwei Klappen (9, 10) und einen festen Trichter (11) und eine Kulissenführung (12) umfasst; und einer Führungshülse (13) am Ladearm (3), wobei die Führungshülse (13) einen Führungshülsenrand (14) in Form einer Kugelkalotte (15) und eine Führungskulisse (16) und eine Führungshülsenfeder (17) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass eine äußere Klappe (9) des Fangtrichters (8) ein Kennzeichen (19) des elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs (2) trägt.
  2. Ladevorrichtung (1) für elektrisch angetriebene Kraftfahrzeuge (2) nach Anspruch 1, wobei der Ladearm (3) gegen die Federkraft der federelastischen Mittel (5) aus der Neutralstellung (6) beweglich ist.
  3. Ladevorrichtung (1) für elektrisch angetriebene Kraftfahrzeuge (2) nach Anspruch 1, wobei die beiden Klappen (9, 10) des Fangtrichters (8) durch einen Klappenaktor (18) geöffnet und/oder geschlossen werden.
  4. Ladevorrichtung (1) für elektrisch angetriebene Kraftfahrzeuge (2) nach Anspruch 1, wobei im geschlossenen Zustand die äußere Klappe (9) des Fangtrichters (8) senkrecht steht und das Kennzeichen (19) von außen lesbar sichtbar ist.
  5. Ladevorrichtung (1) für elektrisch angetriebene Kraftfahrzeuge (2) nach Anspruch 1, wobei die beiden Klappen (9, 10) des Fangtrichters (8) im geöffneten Zustand einen Winkel von 5° bis 45° zur Horizontalen aufweisen.
  6. Ladevorrichtung (1) für elektrisch angetriebene Kraftfahrzeuge (2) nach Anspruch 6, wobei die beiden Klappen (9, 10) des Fangtrichters (8) im geöffneten Zustand einen Winkel von 30° zur Horizontalen aufweisen.
  7. Ladevorrichtung (1) für elektrisch angetriebene Kraftfahrzeuge (2) nach Anspruch 1, wobei der feste Trichter (11) eine Breite von mindestens 160 mm bis zu 520 mm aufweist.
  8. Ladevorrichtung (1) für elektrisch angetriebene Kraftfahrzeuge (2) nach Anspruch 1, wobei der Ladevorrichtung (1) eine Parkfläche (20) zugeordnet ist.
  9. Parkfläche der Ladevorrichtung (1) für elektrisch angetriebene Kraftfahrzeuge (2) nach Anspruch 9, wobei die Parkfläche (20) eine Parktasche (21) für elektrisch angetriebene Kraftfahrzeuge (2) umfasst.
  10. Steckverbindung der Ladevorrichtung (1) für elektrisch angetriebene Kraftfahrzeuge (2) nach Anspruch 1, wobei die Steckverbindung (4) Energieübertragungskontakte (22) umfasst.
  11. Steckverbindung der Ladevorrichtung (1) für elektrisch angetriebene Kraftfahrzeuge (2) nach Anspruch 1, wobei die Steckverbindung Signalübertragungskontakte (23) umfasst.
  12. Steckverbindung der Ladevorrichtung (1) für elektrisch angetriebene Kraftfahrzeuge (2) nach Anspruch 1, wobei die Steckverbindung nacheilende Interlock-Kontakte (24) umfasst.
  13. Verfahren (25) zum Herstellen einer elektrischen konduktiven Verbindung durch eine Ladevorrichtung (1) für elektrisch angetriebene Kraftfahrzeuge (2) mit den folgenden Schritten - Öffnen der Klappen (9, 10) am elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeug (2) durch den Klappenaktor (18). - Einfahren des elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs (2) in eine der Ladevorrichtung (1) zugeordnete Parkfläche (20). - Vertikales Ausrichten des Ladearms (3) durch Führung der Führungshülse (13) an einer der beiden Ladeklappen (9, 10) des elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs (2) beim Einfahren des elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs (2) in die Parkfläche (20). - Horizontales Ausrichten des Ladearms (3) durch Führung der Führungshülse (13) in dem festen Trichter (11) beim Einfahren des elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs (2) in die Parkfläche (20). - Rotatorisches Ausrichten des Ladearms (3) durch Führung der Führungskulisse (16) der Führungshülse (13) in der Kulissenführung (12) des festen Trichters (11) beim Einfahren des elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs (2) in die Parkfläche (20). - Überdrücken der Federkraft der Führungshülsenfeder (17) der Führungshülse (13) um den Steckerhub und stecken des Steckers und Schließen der Steckkontakte der Steckverbindung (4) beim Einfahren des elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs (2) in die Parkfläche (20). - Überdrücken der Federkraft der Kupplungsköperfeder (7) des Ladearms (3) beim Einfahren des elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs (2) in die Parkfläche (20) und Betätigen eines Endschalters (26). - Signalisieren des Gestecktzustandes der Ladevorrichtung (1) für elektrisch angetriebene Kraftfahrzeuge (2). - Beginn des Ladeprozesses.
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