DE19642687C2 - Verriegelungsvorrichtung zur Absicherung einer Ladesteckdose - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Verriegelungsvorrichtung zur Absi­ cherung einer Ladesteckdose an einem Fahrzeug mit einer Trakti­ onsbatterie, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentan­ spruchs 1.

Verriegelungsvorrichtungen zur Absicherung eines Tankeinfüll­ stutzens bei mit Flüssigtreibstoff betriebenen Kraftfahrzeugen sind wohlbekannt und dienen dazu, insbesondere bei abgestelltem Fahrzeug den Tankinhalt gegen Manipulationen durch Unberechtig­ te zu schützen. In der DE 35 04 466 C1 ist eine Verriegelungs­ vorrichtung offenbart, bei der zur Absicherung des Tankeinfüll­ stutzen ein abdeckender Schwenkdeckel (Tankdeckel) in Schließ­ stellung verriegelbar ist. Die Verriegelungsvorrichtung ist über ein Stellglied durch Fremdkraft betätigbar, so daß sie an eine zentralverriegelnde Schließanlage des Fahrzeugs gekoppelt werden kann.

Bei batteriebetriebenen Elektro- oder Hybridfahrzeugen wird zur Aufladung der Traktionsbatterie eine außenliegende Lade­ steckdose benötigt, in welche ein passender Ladestecker, wel­ cher über ein Ladekabel mit einer Stromquelle verbunden ist, einführbar ist. Eine geeignete Ladesteckdose mit einem korre­ spondierenden Ladestecker ist aus der entsprechenden US 5 478 249 bekannt. Die Ladesteckdose und der Ladestecker sind hin­ sichtlich einer zuverlässigen Alltagstauglichkeit konzipiert und weisen auch Maßnahmen zum Nässeschutz auf. Als Ladestecker kann entweder ein vergleichsweiser großer Ladestecker zur Gleichstrom-Schnelladung durch eine spezielle Ladestation oder ein kleinerer Ladestecker zur Wechselstromladung an einer Haus­ haltssteckdose in die Ladesteckdose eingeführt werden. Beide Ladestecker sind ähnlich wie bei einer Zapfpistole mit einem angeformten Handgriff versehen. Zur Einführung eines Ladestec­ kers in die Ladesteckdose muß der Ladestecker kontaktseitig zu­ nächst in eine Öffnung eingeführt und dann um eine Drehachse geschwenkt werden, wobei erst am Ende der Schwenkbewegung die Kontakte des Ladesteckers korrespondierende Kontakte der Lade­ steckdose kontaktieren. In dieser Endstellung ist der Ladestec­ ker in der Ladesteckdose arretiert, so daß der Ladestecker von dem Bediener losgelassen werden und die Ladung beginnen kann.

Zur Absicherung einer Ladesteckdose kann in Analogie zur Tank­ klappe ein Schwenkdeckel für die Ladesteckdose vorgesehen wer­ den, welcher in Schließstellung flächenbündig zu den ihm umge­ benden karosseriefesten Wandungsteil verläuft und eine Verrie­ gelungsvorrichtung aufweist, um die Ladesteckdose durch Verrie­ gelung des Schwenkdeckel in Schließstellung gegen Manipulatio­ nen durch Unberechtigte zu schützen.

Nachteilig an einer solchen Verriegelungsvorrichtung zur Absi­ cherung einer Ladesteckdose ist, daß bei einem zur Aufladung abgestellten Fahrzeug der Ladestecker aus der Ladesteckdose durch Unberechtigte entnommen und der Ladevorgang unterbrochen werden kann, was bei langen Ladezeiten von besonders großem Nachteil ist. Außerdem ist von Nachteil, daß der Ladestecker in der Ladesteckdose vor Regen und Nässe nicht ausreichend ge­ schützt ist.

Auf dem Gebiet der Haushaltselektrik ist aus der DE 36 41 124 A1 eine Installationssteckdose mit einem als Kappe ausgebilde­ ten Klappdeckel bekannt, welcher aufgrund einer großer Kappen­ tiefe auch dann schließbar ist, wenn ein Stecker in die Steck­ dose eingeführt ist. Der Klappdeckel ist an seiner Drehgelenken gegenüberliegenden Seite mit einer Ausnehmungen versehen, die einen Austritt des am Stecker befestigten Anschlußkabels aus dem geschlossenen Klappdeckel ermöglicht.

Ebenfalls auf dem Gebiet der Haushaltsselektrik ist aus der DE 33 27 087 C1 ein Zwischenstück zum Sichern von Netzsteckern ge­ gen unbefugten Gebrauch bekannt, mit dem beispielsweise Kinder daran gehindert werden können, ein Fernsehgerät zu benutzen. Das Zwischenstück weist einen eigenen Stecker und eine Steckdo­ se auf. Ein in die Steckdose eingeführter Stecker ist mittels einer Sperrvorrichtung mit einem passenden Überwurf verriegel­ bar. Durch die gleiche Sperrvorrichtung ist ein Schalter betä­ tigbar, der innerhalb des Zwischenstücks die elektrische Ver­ bindung zwischen Stecker und Steckdose steuert. Bei nicht ein­ geführtem Stecker jedoch bietet der Überwurf keinen wirksamen Schutz gegenüber Manipulation der Steckdose.

Aus der DE 84 09 997 U1 ist eine CEE-Rundsteckdose für Camping und Caravan bekannt, bei der eine zugehörige Abdeckklappe in Schließstellung mittels eines Vorhängeschlosses verriegelbar ist, um eine unbefugte Stromentnahme aus der Steckdose verhin­ dern zu können. Durch das gleiche Vorhängeschloß ist bei geöff­ neter Abdeckklappe ein eingeführter Stecker verriegelbar, um eine unbefugte Stromunterbrechung durch Herausnehmen des Stec­ kers verhindern zu können. Zu diesem Zweck sind an die Steckdo­ se und korrespondierend an die Abdeckklappe beziehungsweise an den Stecker jeweils eine abstehende, Lasche angeformt mit einer Öffnung, in welche der Schließbolzen des Vorhängeschlosses ein­ greift. Anwendung findet die Steckdose beispielsweise bei der Stromversorgung von Campingplätzen, da mit ihr ein unbefugtes Entfernen eines Steckers oder Vertauschen von Steckern verhin­ dert werden kann. Zusätzlich weist die Abdeckklappe eine mit einem Nocken an einem eingeführten Stecker zusammenwirkenden Nase auf, welche als Entnahmesicherung wirkt, die durch Auf­ schwenken der Abdeckklappe außer Eingriff gebracht werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Absicherung der Ladesteckdose eines Elektrofahrzeugs dahingehend zu verbessern, daß ein bes­ serer Schutz gegenüber Manipulationen durch Unberechtigte gebo­ ten wird.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 oder 6 gelöst.

Mit der erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung ist ein in die Ladesteckdose eingeführter Ladestecker gegen Entnahme gesi­ chert. Dies hat den Vorteil, daß ein Fahrzeug zur Aufladung un­ beaufsichtigt abgestellt werden kann, weil der Ladevorgang nicht durch Unberechtigte unterbrochen werden kann. Auch ist die Ladesteckdose selber während des Ladevorgangs durch den nicht entnehmbaren Ladestecker gegenüber Manipulationen abgesi­ chert.

In einer vorteilhaften Weiterbildung wird die von der Verriege­ lungsvorrichtung ausgeübte Sperrwirkung unter Vermittlung eines Schwenkdeckels ausgeübt, welcher in Schließstellung zur Abdec­ kung der Ladesteckdose dient. In bestimmter Ausführung ist da­ mit auch ein weitgehender Schutz gegen Regen und Nässe erreich­ bar.

In einem alternativen Ausführungsbeispiel übt die Verriege­ lungsvorrichtung eine Sperrwirkung direkt auf den eingeführten Ladestecker aus, wobei auch hier die Verriegelungsvorrichtung gleichzeitig zur Verriegelung des Schwenkdeckels in seiner Schließstellung verwendet werden kann.

Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der er­ findungsgemäßen Verriegelungsvorrichtungen ergeben sich aus weiteren Unteransprüchen in Verbindung mit der folgenden Be­ schreibung.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung darge­ stellt und werden nachstehend erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung in perspektivischer Ansicht, bei dem ein in eine Ladesteckdose eingeführter Lade­ stecker gegen Entnahme vermittels eines verriegelbaren Schwenkdeckels gesichert ist,

Fig. 2 einen Querschnitt der Verriegelungsvorrichtung aus Fig. 1,

Fig. 3 einen Querschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung, bei dem ein in eine Ladesteckdose eingeführter Ladestecker un­ mittelbar verriegelt ist.

In Fig. 1 ist im Ausschnitt und in perspektiver Außenansicht ein an einer Karosserieaußenwand 1 angeordnete, mit einem Schwenkdeckel 2 abdeckbare Ladesteckdose 3 eines von einer Traktionsbatterie 6 angetriebenen Fahrzeugs, z. B. eines Elek­ tro- oder Hybridfahrzeugs dargestellt. Zur Aufladung der Trak­ tionsbatterie 6 ist in die Ladesteckdose 3 ein Ladestecker 4 eingeführt, der über ein Ladekabel 5 mit einer Stromquelle 7, z. B. einer Ladestation oder einer Haushaltssteckdose verbunden ist. Bei eingeführtem Ladestecker 4 befindet sich der Schwenk­ deckel 2 in Offenstellung. Wenn kein Ladestecker eingeführt ist, kann der Schwenkdeckel 2 geschlossen werden, wobei in die­ ser Schließstellung der Schwenkdeckel 2 möglichst flächenbündig zu dem ihn umgebenden Wandungsteil der Karosserieaußenwand ver­ läuft.

In dem in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten ersten Ausführungs­ beispiel wird mit der Verriegelungsvorrichtung der Schwenkdec­ kel 2 in einer bestimmten Offenstellung verriegelt, in welcher durch den Schwenkdeckel 2 eine Sperrwirkung gegenüber Entnahme des eingeführten Ladesteckers 4 ausübbar ist. Diese Sicherungs­ stellung enspricht beispielsweise der minimalen Offenstellung des Schwenkdeckels 2 bei eingeführtem Ladestecker 4, wie in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellt.

Die Verriegelungsvorrichtung weist ein z. B. elektrisches, pneu­ matisches oder hydraulisches Stellglied 8 auf, welches ausge­ löst durch ein Schaltsignal S eine reversierbare Hubbetätigung eines verschiebbar gelagerten Riegels 9 ausführt, welche den Riegel 9 in eine Verriegelungsstellung bringt. Das Stellglied 8 ist in unmittelbarer Nähe der Ladesteckdose 3 so angeordnet, daß die Verschiebung des Riegels 9 parallel zur Karosserieau­ ßenwand 1 erfolgt. Zur Verriegelung des Schwenkdeckels 2 greift der Riegel 9 in Verriegelungsstellung in einen Halter 10 am Schwenkdeckel 2 ein. Der Halter 10 wird im Ausführungsbeispiel durch eine auf der Innenseite des Schwenkdeckels abragende La­ sche mit einer ersten Halteöffnung 11 für die Verriegelung des Schwenkdeckels 2 in Sicherungslage gebildet.

In einer vorteilhaften Weiterbildung wird die Verriegelungsvor­ richtung zusätzlich dazu verwendet, den Schwenkdeckel 2 auch in Schließstellung verriegeln zu können. Zu diesem Zweck ist an dem Halter 10 an entsprechender Stelle eine zweite Halteöffnung 12 vorgesehen, in welche der Riegel 9 eingreifen kann, wenn der Schwenkdeckel in Schließstellung verriegelt werden soll.

Für einen besseren Spritz- und Nässeschutz kann vorgesehen sein, daß der Schwenkdeckel senkrecht zur Außenfläche abgewin­ kelte Spritzschutzflächen 13 aufweist, so daß ein eingeführter Ladestecker 4 weitgehend gegen Spritzwasser oder Regen ge­ schützt ist. Wenn der Schwenkdeckel 2 in Schließstellung geht, werden die mit einschwenkenden Spritzschutzflächen 13 durch endsprechende Ausnehmungen in der Karosserieaußenwand 1 aufge­ nommen. Die Spritzflächen 13 bieten neben Spritzschutz auch ei­ nen verbesserten Schutz gegenüber Manipulationen an einem in die Ladesteckdose 3 eingeführten Ladestecker 4.

Die Fig. 2 zeigt eine Querschnittsansicht der Verriegelungsvor­ richtung gemäß Fig. 1. Der Ladestecker 4 weist eine Form auf, wie sie aus der bereits genannten US 5 478 249 bekannt ist. Ähnlich wie bei einer Zapfpistole ist an den Ladestecker 4 ein Handgriff 14 angeformt. Zur Einführung eines Ladesteckers 4 in die Ladesteckdose 3 wird der Ladestecker 4 in die in Offenstel­ lung des Schwenkdeckels 2 freigegebene Öffnung der Ladesteckdo­ se 3 eingeführt und um einen Auflagepunkt 17 geschwenkt. Am En­ de der Schwenkbewegung kontaktieren die Kontakte 15 des Lade­ steckers 4 die korrespondierende Kontakte 16 der Ladesteckdose 3. In dieser Endstellung ist der Ladestecker 4 in der Lade­ steckdose 3 arretiert, so daß der Handgriff 14 des Ladesteckers 4 vom Bediener losgelassen werden und der Ladevorgang beginnen kann. Während der Ladung ist der Ladestecker 3, wie auch in Fig. 2 gezeigt, mittels des in Sicherungslage verriegelten Schwenkdeckels 2 vor Entnahme gesichert, indem der Riegel 9 in die erste Halteöffnung 11 des Halters 10 eingreift.

Das in der Fig. 1 und Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel bezieht sich auf einen Schwenkdeckel 2, welcher um eine hori­ zontale Drehachse 16 parallel zur Karosserieaußenwand 1 schwenkbar ist. Diese Ausführung bietet bereits einen guten Re­ genschutz allein durch den Schwenkdeckel 2.

Ohne weiteres sind die erfindungsgemäßen Merkmale des ersten Ausführungsbeispiels auf die Verhältnisse eines um eine senk­ rechte Drehachse parallel zur Karosserieaußenwand 1 schwenkba­ ren Schwenkdeckels (nicht dargestellt) übertragbar, wie er von Tankklappen her bekannt ist. In diesem Fall würde ein nach un­ ten abgehender Handgriff oder ein Ladekabel des Ladesteckers durch eine entsprechende Ausnehmung in der dann unten liegenden der beiden Spritzschutzflächen herausgeführt. Vorzugsweise wäre das Stellglied oberhalb der Ladesteckdose anzuordnen, so daß der Riegel in einen obenliegenden Halter am Schwenkdeckel ein­ greifen würde, damit von dem Halter keine Behinderung des Lade­ steckers ausgeht. Die Spritzschutzflächen sind bei dieser Art von Schwenkdeckel besonders wichtig, weil der geöffnete Schwenkdeckel allein wenig Regenschutz bietet.

Der allgemeine Erfindungsgedanke, daß die Verriegelungsvorrich­ tung vermittels eines Schwenkdeckels den Ladestecker vor Ent­ nahme sichert, ist auf beliebige Ausführungen eines von einer Schließstellung in eine Offenstellung bewegbaren Schwenkdeckels übertragbar. Weitere denkbare und durch die Bezeichnung "Schwenkdeckel" mit umfaßte Ausführungen betreffen auch trans­ latorisch verschiebbare Deckel oder um eine Drechachse senk­ recht zur Karosserieaußenwand schwenkbare Deckel.

Sollte die Ladesteckdose für die Aufnahme unterschiedlich aus­ gestalteter Ladestecker ausgebildet sein, können mehrere Halte­ öffnungen vorgesehen sein, um auch für abweichende Typen von Ladesteckern eine Verriegelung in Sicherungsstellung bereitzu­ stellen. So kann beispielsweise für den bereits erwähnten klei­ nen oder großen Ladestecker, wie sie in der US 5 478 249 be­ schrieben sind, jeweils eine entsprechend angeordnete Halte­ öffnung vorgesehen sein.

In Fig. 3 ist im Querschnitt ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung dargestellt, wo­ bei für gleiche Teile die Positionszeichen beibehalten wurden. In diesem Ausführungsbeispiel wird ein in eine Ladesteckdose 3 eingeführter Ladestecker 4 unmittelbar durch die Verriegelungs­ vorrichtung verriegelt, indem der Riegel 9 des Stellgliedes 8 in eine entsprechende Halteöffnung 18 am Ladestecker 4 ein­ greift. In einer vorteilhaften Weiterbildung kann mit der Ver­ riegelungsvorrichtung zusätzlich der Schwenkdeckel 2 in Schließstellung verriegelt werden, wie es gestrichelt in der Fig. 3 dargestellt ist. Um in Schließstellung des Schwenkdec­ kels 2 das Eingreifen des Riegels 9 in den Halter 10 am Schwenkdeckel 2 zu ermöglichen, ist eine entsprechend angeord­ nete Halteöffnung 19 vorgesehen.

Eine Verriegelungsvorrichtung nach dem zweiten Ausführungsbei­ spiel ermöglicht auch solche Ladestecker gegen Entnahme zu si­ chern, welche aufgrund ihrer geometrischen Abmessungen nicht vermittels des Schwenkdeckels zu sichern sind. Dies trifft bei­ spielsweise auf einen Ladestecker mit einem zweiten Handgriff 14' zur beidhändigen Führung zu, wie er in Fig. 3 dargestellt ist.

Das Stellglied 8 ist in der Zeichnung außerhalb der Ladesteck­ dose 3 angeordnet. Alternativ ist es denkbar, das Stellglied innerhalb der Ladesteckdose anzuordnen, mit dem Vorteil der Bauteilereduzierung.

In den Ausführungsbeispielen ist vorgesehen, daß die Verriege­ lungsvorrichtung fremdkraftbetätigt durch ein Schaltsignal in Verriegelungsstellung bringbar ist. Alternativ ist auch eine manuelle Verriegelungsvorrichtung mittels Schlüssel denkbar. Eine fremdkraftbetätigbare Verriegelungsvorrichtung bietet je­ doch einige Vorteile: Beispielsweise kann die Verriegelungsvor­ richtung an eine zentralverriegelnde Schließanlage des Fahr­ zeugs gekoppelt werden, indem das Schaltsignal S von der Schließanlage vorgegeben wird. Dies ermöglicht nach Einführung des Ladesteckers in die Ladesteckdose, beispielsweise durch Be­ tätigung einer Fernbedienung der Fahrzeugschließanlage das Fahrzeug abzuschließen und zugleich den Ladestecker gegen Ent­ nahme zu sichern.

Daneben ist auch denkbar, daß das Schaltsignal S von einer La­ destromabfrage vorgegeben wird, wenn ein Ladestrom gemessen wird. Weiterhin ist denkbar, daß das Schaltsignal S von einem in die Ladesteckdose integrierten Schalter vorgegeben wird, wenn dieser durch einen bis zur Endstellung eingeführten Lade­ stecker betätigt wird.

Claims (10)

1. Verriegelungsvorrichtung zur Absicherung einer Ladesteckdose an einem Fahrzeug mit einer Traktionsbatterie,

• 1. wobei zur Aufladung der Traktionsbatterie ein über ein Lade­ kabel mit einer Stromquelle verbundener Ladestecker in die Ladesteckdose einführbar ist,
• 2. wobei die Ladesteckdose an einer Karosserieaußenwand angeord­ net und durch einen Schwenkdeckel abdeckbar ist, welcher in Schließstellung flächenbündig zu dem ihn umgebenden karosse­ riefesten Wandungsteil verläuft und mittels der Verriege­ lungsvorrichtung in Schließstellung verriegelbar ist,

dadurch gekennzeichnet, daß mit der Verriegelungsvorrichtung (8-12) der Schwenkdeckel (2) in einer Sicherungsstellung (Fig. 1, Fig. 2) verriegelbar ist, wobei die Sicherungsstellung einer bestimmten Offenstel­ lung entspricht, in welcher durch den Schwenkdeckel (2) eine Sperrwirkung gegenüber Entnahme eines eingeführten Ladesteckers (4) ausübbar ist.

2. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß zur Verriegelung des Schwenkdeckels (2) ein Riegel (9) in einen am Schwenkdeckel (2) angeordneten Halter (10) eingreift.

3. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (10) durch eine auf der Innenseite des Schwenk­ deckels (2) abragenden Lasche mit entsprechenden Halteöffnungen (11-12) gebildet wird, welche entsprechend den zu sichernden Stellungen des Schwenkdeckels angeordnet sind und in welche der Riegel (9) eingreift.

4. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsvorrichtung (8-12) fremdkraftbetätigt durch ein Schaltsignal (S) in eine Verriegelungsstellung bring­ bar ist.

5. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsvorrichtung (8-12) ein Stellglied (8) für eine durch das Schaltsignal (S) auslösbare, reversierbare Hub­ betätigung eines neben der Ladesteckdose (3) parallel zum ka­ rosseriefesten Wandungsteil verschiebbar gelagerten Riegels (9) aufweist.

6. Verriegelungsvorrichtung zur Absicherung einer Ladesteckdose an einem Fahrzeug mit einer Traktionsbatterie,

• 1. wobei zur Aufladung der Traktionsbatterie ein über ein Lade­ kabel mit einer Stromquelle verbundener Ladestecker in die Ladesteckdose einführbar ist,
• 2. wobei die Ladesteckdose an einer Karosserieaußenwand angeord­ net und durch einen Schwenkdeckel abdeckbar ist, welcher in Schließstellung flächenbündig zu dem ihn umgebenden karosse­ riefesten Wandungsteil verläuft und mittels der Verriege­ lungsvorrichtung in Schließstellung verriegelbar ist,
• 3. wobei die Verriegelungsvorrichtung fremdkraftbetätigt durch ein Schaltsignal in eine Verriegelungsstellung bringbar ist und dazu ein Stellglied für eine durch das Schaltsignal aus­ lösbare, reversierbare Hubbetätigung eines neben der Lade­ steckdose parallel zum karosseriefesten Wandungsteil ver­ schiebbar gelagerten Riegels aufweist,

dadurch gekennzeichnet, daß mit der Verriegelungsvorrichtung (18-19) ein in die Lade­ steckdose (3) eingeführter Ladestecker (4) gegen Entnahme ver­ riegelbar ist, indem der Riegel (9) in eine Halteöffnung (18) am Ladestecker (4) eingreift (Fig. 3).

7. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltsignal (S) von einer zentralverriegelnden Schließanlage des Fahrzeugs vorgebbar ist.

8. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltsignal (S) von einer Ladestromabfrage vorgebbar ist.

9. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltsignal (S) von einem in die Ladesteckdose inte­ grierten Schalter vorgebbar ist.

10. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkdeckel (2) senkrecht zur Außenfläche abgewinkel­ te Spritzschutzflächen (13) aufweist, so daß ein eingeführter Ladestecker (4) weitgehend gegen Spritzwasser oder Regen ge­ schützt ist.