DE102023003737A1 - Rewinding mechanism for a cable and arrangement for charging a mobile electrical device in a vehicle - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Aufrollmechanismus für ein Kabel zum Laden eines mobilen elektrischen Gerätes in einem Fahrzeug. Bei einem Aufrollmechanismus, welche für den Nutzer einfach zu handhaben ist und trotzdem platzsparend im Fahrzeug angeordnet ist, weist das automatisch aufrollbare Ladekabel (9) eine universelle Schnittstelle (10) auf, wobei das Ladekabel (9) mit der räumlich getrennt angeordneten Ladeeinheit (1) elektrisch verbindbar ist.The invention relates to a winding mechanism for a cable for charging a mobile electrical device in a vehicle. In a roll-up mechanism, which is easy for the user to handle and is nevertheless arranged in the vehicle to save space, the automatically roll-up charging cable (9) has a universal interface (10), the charging cable (9) being connected to the spatially separated charging unit (1 ) can be electrically connected.

Description

Die Erfindung betrifft einen Aufrollmechanismus für ein Kabel zum Laden eines mobilen elektrischen Gerätes in einem Fahrzeug sowie eine Anordnung zum Laden eines mobilen elektrischen Gerätes in einem Fahrzeug.The invention relates to a winding mechanism for a cable for charging a mobile electrical device in a vehicle and to an arrangement for charging a mobile electrical device in a vehicle.

Aus der WO 2016/112609 A1 ist ein Ladegerät bekannt, welches in einem Gehäuse eine Elektronikkarte aufweist, die fest mit einer USB-Schnittstelle verbunden ist. Ein am Fahrzeug befestigter Stecker ist mit einer Spannungsquelle des Fahrzeuges verbunden. Am oberen Ende des Gehäuses ist einen Aufwickelmechanismus für ein Ladekabel ausgebildet. Über einen Druckknopf wird der Aufwickelmechanismus zum Einrollen des ausgezogenen Ladekabels aktiviert.From the WO 2016/112609 A1 A charger is known which has an electronic card in a housing that is permanently connected to a USB interface. A plug attached to the vehicle is connected to a voltage source on the vehicle. A winding mechanism for a charging cable is formed at the upper end of the housing. The winding mechanism for rolling up the extended charging cable is activated using a push button.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Aufrollmechanismus für ein Kabel und eine Anordnung zum Laden eines mobilen elektrischen Gerätes in einem Fahrzeug anzugeben, welche für den Nutzer einfach zu handhaben und trotzdem platzsparend im Fahrzeug angeordnet sind.The object of the invention is to provide a winding mechanism for a cable and an arrangement for charging a mobile electrical device in a vehicle, which are easy for the user to handle and yet are arranged in the vehicle to save space.

Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, sowie der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren dargestellt sind.The invention results from the features of the independent claims. Advantageous further developments and refinements are the subject of the dependent claims. Further features, possible applications and advantages of the invention result from the following description and the explanation of exemplary embodiments of the invention, which are shown in the figures.

Die Aufgabe wird mit dem Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst.The task is solved with the subject matter of patent claim 1.

Bei dem eingangs erläuterten Aufrollmechanismus für ein Kabel zum Laden eines mobilen elektrischen Gerätes in einem Fahrzeug weist das automatisch aufrollbare Ladekabel eine universelle Schnittstelle auf, wobei das Ladekabel mit einer räumlich getrennten Ladeeinheit elektrisch verbindbar ist. Ein solcher Aufrollmechanismus ist an beliebigen Positionen im Fahrzeuginnenraum verbaubar, so dass dieser für den Nutzer leicht zugänglich ist. Ein aufwendiges Suchen des Ladekabels entfällt. Die Ladeeinheit selbst, welche wesentlich mehr Bauraum benötigt, kann versteckt im Fahrzeug dort angeordnet werden, wo ein entsprechender Freiraum vorhanden ist. Der Nutzer bekommt eine Ladeschnittstelle mit optimalem Komfort und Ergonomie. Insbesondere während des autonomen Fahrens kann die Schnittstelle zum Laden mobiler elektrischer Geräte, wie Smartphones, Laptops oder Tablets, genutzt werden. Dabei kann das Ladekabel je nach Sitzposition des Nutzers in einer solchen Länge herausgezogen werden, welche tatsächlich benötigt wirdIn the initially explained roll-up mechanism for a cable for charging a mobile electrical device in a vehicle, the automatically roll-up charging cable has a universal interface, wherein the charging cable can be electrically connected to a spatially separate charging unit. Such a roll-up mechanism can be installed at any position in the vehicle interior so that it is easily accessible to the user. There is no need to spend time searching for the charging cable. The loading unit itself, which requires significantly more space, can be arranged hidden in the vehicle where there is appropriate free space. The user gets a charging interface with optimal comfort and ergonomics. The interface can be used to charge mobile electrical devices such as smartphones, laptops or tablets, particularly during autonomous driving. Depending on the user's sitting position, the charging cable can be pulled out to the length that is actually needed

Vorteilhafterweise ist die universelle Schnittstelle als USB-C Schnittstelle ausgebildet. Dadurch wird im Fahrzeug eine Schnittstelle angeboten, die für alle mobilen elektrischen Geräte passen, weshalb der Nutzer kein eigenes Ladekabel in das Fahrzeug mitbringen muss.The universal interface is advantageously designed as a USB-C interface. This means that the vehicle offers an interface that fits all mobile electrical devices, which is why the user does not have to bring their own charging cable into the vehicle.

In einer Ausgestaltung sind ein Rastmechanismus zur Fixierung des herausgezogenen Ladekabels und vorzugsweise eine Rücklaufsperre mit eingebauter Klinke ausgebildet. Dadurch wird eine konstante Länge des Ladekabels ohne Aufbringen einer Gegenkraft beibehalten.In one embodiment, a locking mechanism for fixing the pulled-out charging cable and preferably a backstop with a built-in pawl are formed. This maintains a constant length of the charging cable without applying any counterforce.

In einer Variante erfolgt das automatische Aufrollen des Ladekabels über eine Spiralfeder. Dazu muss nur ein die ausgezogene Länge des Ladekabels sichernde Klinkenzahn zurückgenommen werden, was einfach durch ein Druckelement realisiert werden kann.In one variant, the charging cable is automatically rolled up using a spiral spring. All you have to do is take back a ratchet tooth that secures the extended length of the charging cable, which can be easily achieved using a pressure element.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Anordnung zum Laden eines mobilen elektrischen Gerätes in einem Fahrzeug, umfassend eine Ladeeinheit und ein ausrollbares Ladekabel. Bei einer Anordnung, welche für den Nutzer einfach zu handhaben ist und trotzdem platzsparend im Fahrzeug angeordnet ist, ist das ausrollbare Ladekabel in einem Kabelmodul angeordnet, welches einen Aufrollmechanismus nach mindestens einem in dieser Schutzrechtsanmeldung enthaltenem Merkmal enthält, und über eine elektrische Verbindung mit der als Lademodul ausgebildeten Ladeeinheit verbunden ist.A further aspect of the invention relates to an arrangement for charging a mobile electrical device in a vehicle, comprising a charging unit and a roll-out charging cable. In an arrangement which is easy to handle for the user and is nevertheless arranged in the vehicle in a space-saving manner, the roll-out charging cable is arranged in a cable module which contains a roll-up mechanism according to at least one feature contained in this patent application, and via an electrical connection to the as Loading unit designed as a charging module is connected.

Es ist von Vorteil, wenn das Kabelmodul in einer dem Nutzer frei zugänglichen Position im Fahrzeuginnenraum angeordnet ist, während das Lademodul in einem Bereich des Fahrzeuges verortet ist, welcher seinen Bauraumanforderungen entspricht. Die Einteilung in zwei separate Modul erlaubt einen an die Größe der Module angepassten Verbau im Fahrzeuginnenraum. Das sehr große Lademodul kann somit versteckt im Fahrzeug positioniert werden. Lediglich das platzsparende Kabelmodul wird so im Fahrzeuginnenraum angeordnet, dass es dem Nutzer problemlos zugänglich und einfach zu handhaben ist.It is advantageous if the cable module is arranged in a position in the vehicle interior that is freely accessible to the user, while the charging module is located in an area of the vehicle that corresponds to its installation space requirements. The division into two separate modules allows installation in the vehicle interior adapted to the size of the modules. The very large charging module can therefore be positioned hidden in the vehicle. Only the space-saving cable module is arranged in the vehicle interior in such a way that it is easily accessible and easy to handle for the user.

In einer weiteren Variante weist das Ladekabel an seinem freie Ende einen als USB-C-Schnittstelle ausgebildeten Stecker auf und umfasst somit eine universelle, für alle mobilen elektrischen Geräte verwendbare Schnittstelle.In a further variant, the charging cable has a plug designed as a USB-C interface at its free end and thus includes a universal interface that can be used for all mobile electrical devices.

In einer Ausführungsform ist das Kabelmodul in einer Fahrzeugablage oder einer Ladeschale für das mobile elektrische Gerät angeordnet. In einer Fahrzeugablage steht zwar wenig Bauraum zur Verfügung, das Kabelmodul kann aber auf Grund seiner geringen Größe flexibel darin verbaut werden.In one embodiment, the cable module is arranged in a vehicle tray or a charging cradle for the mobile electrical device. There is little space available in a vehicle shelf However, the cable module can be installed flexibly due to its small size.

Vorteilhafterweise weist die Ladeschale neben dem Kabelmodul ein WMI zum drahtlosen Aufladen des mobilen elektrischen Gerätes auf, wobei das Kabelmodul über eine zentrale Spannungs- und Datenversorgung mit dem WMI gekoppelt ist. Mittels dem WMI (Windows Management Instrumentation) kann lesend und schreibend auf alle Windows-Einstellungen des mobilen elektrischen Gerätes zugegriffen werden. Es eignet sich insbesondere zum kabellosen Aufladen von Smartphones.In addition to the cable module, the charging cradle advantageously has a WMI for wireless charging of the mobile electrical device, with the cable module being coupled to the WMI via a central voltage and data supply. Using WMI (Windows Management Instrumentation), all Windows settings of the mobile electrical device can be accessed in read and write form. It is particularly suitable for wirelessly charging smartphones.

In einer weiteren Ausgestaltung bilden das Kabelmodul und das WMI eine bauliche Einheit. Sie können somit zusammenhängend im Fahrzeuginneren verbaut werden.In a further embodiment, the cable module and the WMI form a structural unit. They can therefore be installed together inside the vehicle.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung - zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale können für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung bilden, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separater Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.Further advantages, features and details emerge from the following description, in which at least one exemplary embodiment is described in detail - if necessary with reference to the drawing. Described and/or illustrated features can form the subject matter of the invention on their own or in any meaningful combination, possibly also independently of the claims, and in particular can also be the subject of one or more separate applications. Identical, similar and/or functionally identical parts are provided with the same reference numerals.

Es zeigen:

  • 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung,
  • 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung,
  • 3 Schnittdarstellung einer Ladeschale,
  • 4 Ausführungsbeispiele für ein Kabelmodul mit Stecker.
Show it:
  • 1 a first exemplary embodiment of the arrangement according to the invention,
  • 2 a further exemplary embodiment of the arrangement according to the invention,
  • 3 Sectional view of a charging cradle,
  • 4 Examples of embodiments for a cable module with a plug.

In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung dargestellt. Die Anordnung umfasst ein Lademodul 1 zum Aufladen beliebiger fahrzeugunabhängiger mobiler elektrischer Geräte, wie Tabletts, Laptops und Smartphones im Fahrzeuginnenraum. Das Lademodul 1 ist auf Grund seiner Größe versteckt fest im Fahrzeuginnenraum verbaut und über eine fest installierte elektrische Leitung 3 mit einem Kabelmodul 5 verbunden, welches beispielsweise in einer Mittelkonsole 7 des Fahrzeuges angeordnet ist. Das Kabelmodul 5 umfasst ein Ladekabel 9 mit einem USB-C-Stecker 10, welches mittels eines Aufrollmechanismus 11 bei Nichtgebrauch aufgerollt im Inneren des Kabelmoduls 5 abgelegt ist. Das automatische Aufrollen des Ladekabels 9 erfolgt mittels einer Spiralfeder 13, die durch einen Taster 15 vom Nutzer ausgelöst wird.In 1 A first exemplary embodiment of the arrangement according to the invention is shown. The arrangement includes a charging module 1 for charging any vehicle-independent mobile electrical devices, such as tablets, laptops and smartphones in the vehicle interior. Due to its size, the charging module 1 is permanently installed in the vehicle interior and is connected via a permanently installed electrical line 3 to a cable module 5, which is arranged, for example, in a center console 7 of the vehicle. The cable module 5 includes a charging cable 9 with a USB-C plug 10, which is stored rolled up inside the cable module 5 by means of a roll-up mechanism 11 when not in use. The charging cable 9 is automatically rolled up by means of a spiral spring 13, which is triggered by the user using a button 15.

Zum Laden eines mobilen elektrischen Gerätes zieht der Nutzer das Ladekabel 9a aus dem Kabelmodul 5 so lange heraus, bis die gewünschte Länge erreicht ist. Durch eine Rasteinrichtung 17, welche eine Rücklaufsperre 19 in Form einer Klinke umfasst, wird das Ladekabel 9a in der gewünschten Länge fixiert. Aufgerollt werden kann das Ladekabel 9 dadurch, dass die Kabeltrommel 21 ein Stück rückwärts dreht, wodurch ein Klinkenzahn der Klinke eingefahren wird und die Kabeltrommel 21 sich durch die Kraft der Spiralfeder 13 aufrollt.To charge a mobile electrical device, the user pulls the charging cable 9a out of the cable module 5 until the desired length is reached. The charging cable 9a is fixed in the desired length by a locking device 17, which includes a backstop 19 in the form of a pawl. The charging cable 9 can be rolled up by turning the cable drum 21 backwards a little, whereby a ratchet tooth of the pawl is retracted and the cable drum 21 rolls up due to the force of the spiral spring 13.

2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung. Das Kabelmodul 5 ist in diesem Fall in einer Smartphone-Ablage 23 installiert, welches in einem offenen Ablagefach 25 im Fahrzeuginnenraum abgelegt ist. Das eingerollte Ladekabel 9 endet oberhalb der Smartphone-Ablage 23 in dem USB-C-Stecker 10, der von Nutzer zum Ausrollen des Ladekabels 9 einfach greifbar ist. 2 shows a further exemplary embodiment of the arrangement according to the invention. In this case, the cable module 5 is installed in a smartphone tray 23, which is stored in an open storage compartment 25 in the vehicle interior. The rolled-up charging cable 9 ends above the smartphone tray 23 in the USB-C plug 10, which can be easily grasped by the user to unroll the charging cable 9.

Zusätzlich ist in der modulartigen Smartphone-Ablage 23 ein WMI 27 integriert, mittels welchen das Smartphone 26 kabellos aufgeladen werden kann (3). Die Energieversorgung (Leitung 31) und gegebenenfalls Datenversorgung des WMI 27 erfolgt über einen zentralen Stecker 29 des Fahrzeuges, an welchem auch das Kabelmodul 5 über die elektrische Leitung 31 zur Energieversorgung angeschlossen ist. Das Smartphone 26 ist dabei in die Smartphone-Aufnahme 35 eingelegt. Neben dem drahtlosen Aufladen des Smartphones 26 ist es jederzeit möglich, einen Laptop oder ein Tablet über das Ladekabel 9 aufzuladen.In addition, a WMI 27 is integrated into the modular smartphone tray 23, by means of which the smartphone 26 can be charged wirelessly ( 3 ). The energy supply (line 31) and, if necessary, data supply to the WMI 27 takes place via a central plug 29 of the vehicle, to which the cable module 5 is also connected via the electrical line 31 for the energy supply. The smartphone 26 is inserted into the smartphone holder 35. In addition to charging the smartphone 26 wirelessly, it is possible to charge a laptop or tablet at any time using the charging cable 9.

Die modulartige Smartphone-Ablage 23 kann im Fahrzeug einfach kontaktiert und montiert, beispielsweise verschraubt oder verclipst, werden. Dies ermöglicht im Falle eines Defektes eine einfache Demontage und einen Austausch der Smartphone-Ablage 23.The modular smartphone tray 23 can be easily contacted and mounted in the vehicle, for example screwed or clipped. This allows the smartphone tray 23 to be easily dismantled and replaced in the event of a defect.

In 4 sind verschiedene Ausführungsbeispiele für ein Kabelmodul 5 mit Stecker 10 dargestellt. Der Stecker 10 des aufrollbaren Ladekabels 9 kann auf unterschiedliche Art und Weise am Kabelmodul 5 verstaut werden. Wie in 4a gezeigt, kann der Stecker 10 aus der Anlagefläche 37 des Kabelmoduls 5 herausstehen. Er kann aber auch um 90° (4b) oder um 180° (4c) zum Ladekabel 9 abgeknickt sein. Der um 90° abgeknickte Stecker 10 liegt außen auf der Anlagefläche 37 auf, während der um 180° abgeknickte Stecker 10 in der Anlagefläche 37 des Kabelmoduls 5 flächenbündig versenkt ist. Zur besseren ergonomischen Greifbarkeit kann um den Stecker 10 eine Griffmulde 39 ausgeformt sein (4d), so dass dieser einfacher gegriffen und herausgezogen werde kann.In 4 Various exemplary embodiments for a cable module 5 with plug 10 are shown. The plug 10 of the roll-up charging cable 9 can be stored on the cable module 5 in different ways. As in 4a shown, the plug 10 can protrude from the contact surface 37 of the cable module 5. But it can also be rotated 90° ( 4b) or by 180° ( 4c ) to the charging cable 9 may be kinked. The plug 10, which is bent at 90°, rests on the outside of the contact surface 37, while the plug 10, which is bent at 180°, is recessed flush with the contact surface 37 of the cable module 5. For better ergonomic grip, a recessed grip 39 can be made around the plug 10 be shaped ( 4d ), making it easier to grab and pull out.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • WO 2016/112609 A1 [0002]WO 2016/112609 A1 [0002]

Claims (10)

Aufrollmechanismus für ein Kabel zum Laden eines mobilen elektrischen Gerätes in einem Fahrzeug. dadurch gekennzeichnet, dass das automatisch aufrollbare Ladekabel (9) eine universelle Schnittstelle (10) aufweist, wobei das Ladekabel (9) mit einer räumlich getrennt angeordnete Ladeeinheit (1) elektrisch verbindbar ist.Roll-up mechanism for a cable for charging a mobile electrical device in a vehicle. characterized in that the automatically rollable charging cable (9) has a universal interface (10), wherein the charging cable (9) can be electrically connected to a spatially separated charging unit (1). Aufrollmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die universelle Schnittstelle als USB-C Schnittstelle (10) ausgebildet ist.Roll-up mechanism Claim 1 , characterized in that the universal interface is designed as a USB-C interface (10). Aufrollmechanismus nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rastmechanismus (17) zur Fixierung des herausgezogenen Ladekabels (9) und vorzugsweise eine Rücklaufsperre (19) mit eingebauter Klinke ausgebildet sind.Roll-up mechanism Claim 1 or 2 , characterized in that a locking mechanism (17) for fixing the pulled-out charging cable (9) and preferably a backstop (19) with a built-in pawl are formed. Aufrollmechanismus nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das automatische Aufrollen des Ladekabels (9) über eine Spiralfeder (13) erfolgt.Roll-up mechanism Claim 1 , 2 or 3 , characterized in that the charging cable (9) is automatically rolled up via a spiral spring (13). Anordnung zum Laden eines mobilen elektrischen Gerätes in einem Fahrzeug, umfassend eine Ladeeinheit (1) und ein ausrollbares Ladekabel (9), dadurch gekennzeichnet, dass das ausrollbare Ladekabel (9) in einem Kabelmodul (5) angeordnet ist, welches einen Aufrollmechanismus (11) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche enthält, und über eine elektrische Verbindung (3) mit der als Lademodul (1) ausgebildeten Ladeeinheit verbunden ist.Arrangement for charging a mobile electrical device in a vehicle, comprising a charging unit (1) and a roll-out charging cable (9), characterized in that the roll-out charging cable (9) is arranged in a cable module (5) which has a roll-up mechanism (11). according to at least one of the preceding claims, and is connected via an electrical connection (3) to the charging unit designed as a charging module (1). Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kabelmodul (5) in einer dem Nutzer frei zugänglichen Position im Fahrzeuginnenraum angeordnet ist, während das Lademodul (1) in einem Bereich des Fahrzeuges verortet ist, welcher seinen Bauraumanforderungen entspricht.Arrangement according to Claim 5 , characterized in that the cable module (5) is arranged in a position in the vehicle interior that is freely accessible to the user, while the charging module (1) is located in an area of the vehicle which corresponds to its installation space requirements. Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ladekabel (9) mit seinem freien Ende eine als USB-C-Schnittstelle ausgebildeten Stecker (10) aufweist.Arrangement according to Claim 5 or 6 , characterized in that the charging cable (9) has a plug (10) designed as a USB-C interface with its free end. Anordnung nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Kabelmodul (5) in einer Fahrzeugablage (7) oder einer Ladeschale (23) für das mobile elektrische Gerät (26) angeordnet ist.Arrangement according to Claim 5 , 6 or 7 , characterized in that the cable module (5) is arranged in a vehicle tray (7) or a charging cradle (23) for the mobile electrical device (26). Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladeschale (23) neben dem Kabelmodul (5) ein WMI (27) zum drahtlosen Aufladen des mobilen elektrischen Gerätes (26) aufweist, wobei das Kabelmodul (5) über eine zentrale Spannungs- und Datenversorgung mit dem WMI (27) gekoppelt ist.Arrangement according to Claim 8 , characterized in that the charging cradle (23) has, in addition to the cable module (5), a WMI (27) for wireless charging of the mobile electrical device (26), the cable module (5) being connected to the WMI via a central voltage and data supply ( 27) is coupled. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Kabelmodul (5) und das WMI (27) eine bauliche Einheit bilden.Arrangement according to Claim 9 , characterized in that the cable module (5) and the WMI (27) form a structural unit.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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