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Die Neuerung betrifft eine Kabelkupplung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Ladestation.
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Gattungsgemäße Kabelkupplungen sind von Ladestationen bekannt, wie sie in der Praxis anzutreffen sind. Vermutlich um privaten Nutzern den Ladevorgang bei einem elektrisch angetriebenen Fahrzeug zu erleichtern, sind die Ladestationen häufig in Anlehnung an die seit Jahrzehnten bekannten Tankstellen für flüssige Kraftstoffe ausgestaltet. Sie weisen daher, wenn sie im öffentlichen Raum aufgestellt sind, ein säulenartige Anschlusselement auf, vergleichbar mit der „Zapfsäule“ herkömmlicher Tankstellen, wobei das Anschlusselement an eine elektrische Versorgungsleitung angeschlossen ist, so wie eine Zapfsäule an ein Kraftstofflager der Tankstelle angeschlossen ist.
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Das Anschlusselement ist so angeordnet, dass für den Ladevorgang ein Fahrzeug in der Nähe des Anschlusselements innerhalb eines dafür vorgesehenen Freiraums abgestellt werden kann. Der Freiraum kann durch Markierungen kenntlich gemacht sein, er kann jedoch auch, wie es von den herkömmlichen Tankstellen bekannt ist, nicht eigens gekennzeichnet sein sondern sich vielmehr automatisch ergeben: aus dem Anschlusselement ist ein Ladekabel geführt, welches so lang bemessen ist, dass es bis zu einer am Fahrzeug vorhandenen Fahrzeugkupplung geführt werden kann, ähnlich wie bei einer herkömmlichen Tankstelle ein Zapfschlauch, durch den der flüssige Kraftstoff strömt, bis zum Tankstutzen oder einer Tanköffnung des Fahrzeugs geführt wird, woraus sich der Freiraum ergibt, in welchem das Fahrzeug abgestellt werden kann, um mit flüssigem Kraftstoff betankt oder mit elektrischer Energie geladen werden zu können.
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Das freie Ende des Ladekabels weist eine mit der Fahrzeugkupplung komplementäre Kabelkupplung auf, die mit der „Zapfpistole“ am Zapfschlauch einer herkömmlichen Tankstelle vergleichbar ist und elektrische Kontaktelemente aufweist, die mit den entsprechenden elektrischen Kontaktelementen der Fahrzeugkupplung verbunden werden können, um den Ladevorgang zu ermöglichen. Ähnlich wie die Zapfpistolen sind auch die Kabelkupplungen der Ladestationen in der Regel gebogen oder abgewinkelt ausgestaltet, so dass das Ladekabel von unten in die Kabelkupplung geführt ist, ähnlich wie der Zapfschlauch von unten in eine herkömmliche Zapfpistole geführt ist. Im Unterschied zu einer herkömmlichen Zapfpistole, die in praktisch beliebiger Ausrichtung in den Tank bzw. in einen Tankstutzen des Fahrzeugs eingeführt werden kann, muss die Kabelkupplung in einer vorbestimmten Ausrichtung an die Fahrzeugkupplung angeschlossen werden, da die mehreren elektrischen Kontaktelemente nicht konzentrisch angeordnet sind.
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Im privaten Umfeld kann das Anschlusselement als eine sogenannte „Wallbox“ ausgestaltet sein, welche nicht säulenartig ausgestaltet ist und im Boden verankert ist, sondern welche an einer Wand gehalten ist, beispielsweise innerhalb einer Garage oder eines Carports, oder an einer Hauswand. Alternativ dazu kann auch bei einem privaten Anschlusselement, ähnlich wie bei den öffentlichen Ladestationen, vorgesehen sein, die Wallbox mittels eines eigenen Halters, z. B. einer Säule, unabhängig von einer Gebäudewand aufzustellen.
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Wiederum ähnlich wie bei den herkömmlichen Tankstellen, wo ein Anteil des Zapfschlauchs in der Zapfsäule untergebracht und bei Bedarf herausgezogen werden kann, ist auch bei den gattungsgemäßen Ladestationen häufig ein Anteil des Ladekabels innerhalb des Anschlusselementes untergebracht. Je nachdem, wie groß die Entfernung zwischen dem Anschlusselement und der Fahrzeugkupplung ist, kann das Ladekabel den Erfordernissen entsprechend unterschiedlich weit aus dem Anschlusselement herausgezogen werden, bis die Kabelkupplung mit der Fahrzeugkupplung verbunden werden kann.
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Die Handhabung des Ladekabels ist dabei in mehrfacher Hinsicht mit Nachteilen oder Schwierigkeiten behaftet: je nachdem, welche Leistungen mittels der Ladekabel übertragbar sind, sind die Ladekabel vergleichsweise schwer und steif, was ihre Handhabung erschwert. Dies gilt für die aus der Praxis bekannten PKW-Ladestationen, die auch zum Laden von elektrisch angetriebenen Zweirädern genutzt werden können, und ist insbesondere auch für Ladestationen zu erwarten, die für elektrisch angetriebene LKWs, Binnenschiffe oder Sportboote vorgesehen sind. Wenn die Ladekabel aus dem Anschlusselement herausgezogen werden, liegen sie zunächst abschnittsweise auf dem Boden und werden mit diesem Abschnitt über den Boden geschleift, was ihre Handhabung weiter erschwert. Zudem kommt hinzu, dass in öffentlichen Ladestationen die säulenartigen Anschlusselemente häufig unter freiem Himmel aufgestellt sind, anders als dies bei den in der Regel überdachten herkömmlichen Tankstellen der Fall ist. Daher verschmutzen die auf dem Boden liegenden Abschnitte der Ladekabel stärker als die Zapfschläuche herkömmlicher Tankstellen.
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Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Kabelkupplung dahingehend zu verbessern, dass diese eine einfache und möglichst verschmutzungsarme Handhabung des Ladekabels unterstützt.
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Diese Aufgabe wird durch eine Kabelkupplung nach Anspruch 1 und durch eine Ladestation nach Anspruch 4 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Die Neuerung schlägt mit anderen Worten vor, die Kabelkupplung um 180° anders ausgerichtet an das Ladekabel anzuschließen, als dies bei den aus der Praxis bekannten Ladestationen der Fall ist und wie dies von den Zapfschläuchen und Zapfpistolen herkömmlicher Tankstellen bekannt ist. Anders als bei den Zapfpistolen herkömmlicher Tankstellen ist die Kabelkupplung an eine bestimmte Ausrichtung gebunden, da typischerweise die verschiedenen elektrischen Kontaktelemente der Kabelkupplung und der Fahrzeugkupplung nicht konzentrisch angeordnet sind, sondern vielmehr aufgrund ihrer rotationsunsymmetrischen Anordnung eine definierte Ausrichtung der Kabelkupplung erfordern, um diese an die Fahrzeugkupplung anschließen zu können. Aus diesem Grund ergibt sich anders als bei einer Zapfpistole für eine Kabelkupplung eine klare Zuordnung von „unten“ und „oben“. Die Handhabung des Ladekabels und insbesondere der Kabelkupplung kann bei einer Ladestation, bei der das Ladekabel abwärts zum Fahrzeug verläuft, dadurch vereinfacht werden, dass angesichts der vorgegebenen Ausrichtung der Kabelkupplung das Ladekabel von oben in die Kabelkupplung geführt ist. Dementsprechend ermöglicht die Verwendung einer vorschlagsgemäßen Kabelkupplung eine vorteilhafte Führung des Ladekabels in der Art, dass dieses von dem Anschlusselement abwärts zur Fahrzeugkupplung verläuft, ohne in einem Bogen bis auf den Boden durchzuhängen und mit dem Boden in Kontakt zu kommen. Dementsprechend ist einerseits hinsichtlich der aufzubringenden Kräfte die Handhabung des Ladekabels einfacher, und auch die Verschmutzungsgefahr, die für die Kleidung der das Ladekabel handhabenden Person besteht, wird erheblich reduziert.
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Alternativ dazu, eine von vornherein werksseitig ausgestaltete Kabelkupplung zu verwenden, kann eine vorschlagsgemäße Ausgestaltung der Kabelkupplung auch dadurch erreicht werden, dass eine herkömmlich ausgestaltet Kabelkupplung verwendet wird und diese mit einem Adapter versehen wird, der die Anordnung der elektrischen Kontaktelemente um 180° umkehrt. Wenn diese Anordnung, bestehend aus der ursprünglichen, herkömmlichen Kabelkupplung und dem Adapter, zum Laden an die Fahrzeugkupplung angesetzt wird, ist diese so geschaffene, zweiteilige Kabelkupplung in der Art ausgerichtet, dass auch dabei das Ladekabel vorschlagsgemäß nach oben aus der Kabelkupplung geführt ist.
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Die Kabelkupplung ist bei den bekannten Ladestationen typischerweise als Stecker ausgestaltet, der mit einem gewissen Druck in die als Buchse ausgestaltete Fahrzeugkupplung eingesteckt werden muss. Die Kabelkupplung muss also entlang einer geradlinigen Bewegungsachse mit der Fahrzeugkupplung verbunden werden. Um auch in dieser Hinsicht die Handhabung des Ladekabels zu vereinfachen, kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Kabelkupplung einen Handgriff aufweist, der in dieser Bewegungsachse angeordnet ist. Im Unterschied zu den üblichen, annähernd pistolenartigen, abgewinkelten Kabelkupplungen, die ähnlich wie die Zapfpistolen herkömmlicher Tankstellen ausgestaltet sind, wird durch die Anordnung des Handgriffs in der Bewegungsachse der Steckvorgang erleichtert, und Verkantungen der Kabelkupplung gegenüber der Fahrzeugkupplung können leichter vermieden werden. Die Kabelkupplung kann beispielsweise in einer Ausgestaltung ähnlich wie ein geradliniger Rohrabschnitt ausgestaltet sein, so dass sie umfasst und in Richtung der Rohrlängsachse in die Fahrzeugkupplung eingeführt werden kann. Die Kabelkupplung kann in einer anderen Ausgestaltung an ihrem den elektrischen Kontakten gegenüberliegenden Ende einen Handgriff aufweisen.
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In einer als besonders vorteilhaft erachteten Ausgestaltung der Ladestation kann vorgesehen sein, das Ladekabel nicht in einer so niedrigen Höhe wie bislang üblich aus dem Anschlusselement heraus zu führen, sondern deutlich höher. Dadurch wird erreicht, dass das Ladekabel im Wesentlichen abwärts vom Anschlusselement bis zur Fahrzeugkupplung verlaufen kann, so dass es im günstigsten Fall nicht bogenförmig durchhängt und mit dem Boden in Kontakt kommt. Insbesondere bei der vorschlagsgemäßen Ausgestaltung der Kabelkupplung, wenn das Ladekabel ohnehin von oben in die Kabelkupplung geführt ist, kann das Ladekabel ohne Bodenkontakt verlaufen. Verschmutzungen des Ladekabels durch einen Kontakt mit der Bodenoberfläche können so reduziert oder sogar ganz vermieden werden. Weiterhin wird durch diesen Verlauf des Ladekabels von weit oben her das Gewicht des Ladekabels zum großen oder sogar überwiegenden Teil, im günstigsten Fall sogar vollständig, vom Anschlusselement getragen und muss nicht durch die das Ladekabel handhabende Person getragen werden, so dass auch schwere Ladekabel vergleichsweise leicht gehandhabt werden können.
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Beispielsweise kann ein säulenartiges Anschlusselement neben dem Freiraum aufgestellt sein, wie dies sowohl von den bisherigen öffentlichen Ladestationen als auch von den privat installierten, als Wallbox bezeichneten Anschlusselementen bekannt ist. Anders als eine herkömmliche Tanksäule kann in einem solchen Fall vorgesehen sein, dass die Säule in einem größeren Abstand seitlich von dem Freiraum aufgestellt ist und oben, ähnlich wie dies von Straßenlaternen bekannt ist, gebogen oder abgewinkelt verläuft, nämlich zu dem Freiraum hin. An diesem oberen und vorderen Ende kann der Auslass für das Ladekabel vorgesehen sein, so dass dieses von oben nach unten an die Fahrzeugkupplung herangeführt werden kann, ohne dass die Personen, die das Ladekabel handhaben, das Eigengewicht des Ladekabels tragen müssen und ohne das Ladekabel dabei im Bogen, ggf. über den Boden schleifend, führen zu müssen.
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In einer anderen Ausgestaltung kann aber auch vorgesehen sein, dass von diesem oberen, gebogenen oder abgewinkelten Abschnitt der Säule ein Halter abwärts verläuft, der nahe der Kabelkupplung an das Ladekabel anschließt und so das Gewicht des Ladekabels zum großen oder überwiegenden Teil oder sogar vollständig trägt. Ein solcher Halter kann beispielsweise als Halteseil ausgestaltet sein, welches automatisch aufgerollt wird, wenn die Kabelkupplung nach oben, zu dem Anschlusselement zurückgeführt wird, und welches unter der Gewichtsbelastung des Ladekabels abgerollt wird, wenn die Kabelkupplung von dem Anschlusselement entnommen und an die Fahrzeugkupplung herangeführt wird.
Um die vorteilhafte Kabelführung von oben nach unten, zur Fahrzeugkupplung hin, zu ermöglichen, kann beispielsweise das Ladekabel in einer solchen Höhe aus dem Anschlusselement herausgeführt sein, dass der Auslass des Ladekabels noch höher angeordnet ist als der für das Fahrzeug vorgesehene Freiraum.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass das Anschlusselement nicht nur höher, sondern oberhalb des Freiraums angeordnet ist. Dies kann insbesondere vorteilhaft bei Garagen, Carports oder ähnlichen Situationen vorgesehen sein: wenn unterschiedliche Fahrzeuge ihre jeweiligen Fahrzeugkupplungen an unterschiedlichen Stellen des jeweiligen Fahrzeugs aufweisen, entweder vorne oder hinten, oder an unterschiedlichen Seiten, oder wenn je nach Vorliebe der jeweiligen Person, die das Fahrzeug fährt, das selbe Fahrzeug entweder vorwärts oder aber rückwärts in die Garage bzw. in das Carport eingeparkt wird, befinden sich die Fahrzeugkupplungen an unterschiedlichen Positionen innerhalb des Freiraums. Das gleiche gilt, wenn die Ladestation zum Aufladen eines anderen Fahrzeugmodells genutzt und beispielsweise Gästen zur Verfügung gestellt werden soll. Dennoch sind diese unterschiedlich platzierten Fahrzeugkupplungen von einem Anschlusselement her, das oberhalb des Freiraums angeordnet ist, stets gut erreichbar. Nach einem Fahrzeugwechsel besteht daher keine Notwendigkeit, aufgrund der ggf. unterschiedlichen Lage der Fahrzeugkupplung entweder die Wallbox an einer anderen Stelle zu montieren oder das Fahrzeug anders als gewünscht einzuparken.
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Vorteilhaft kann das Anschlusselement einen Ausleger aufweisen, der um eine aufrechte Achse schwenkbeweglich oder sogar frei drehbeweglich gelagert ist. Von dem Ausleger aus verläuft das Ladekabel bis zu seiner Kabelkupplung. Durch den beweglichen Ausleger kann das Ladekabel nahe zur Fahrzeugkupplung ausgerichtet werden, bevor es dann nur noch um ein vergleichsweise geringes Maß aus dem Anschlusselement herausgezogen werden muss, wodurch die Handhabung des Ladekabels weiter vereinfacht wird.
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Der bewegliche Ausleger kann zudem an einem Schlitten verfahrbar gelagert sein, wobei in diesem Fall das Ladekabel von dem Schlitten über den Ausleger bis zur Kabelkupplung verläuft, oder ein solcher Schlitten kann als Alternative zu dem schwenkbeweglichen Ausleger vorgesehen sein, um das Ladekabel in die Nähe der Fahrzeugkupplung bewegen zu können. Um von dem Schlitten aus eine gute Erreichbarkeit der Fahrzeugkupplung an ihrer jeweiligen Position mit einem möglichst kurzen Ladekabel zu ermöglichen, kann der Schlitten an einer geradlinigen Bahn, beispielsweise an einer Halteschiene, verfahren werden, die beispielsweise entlang der jeweiligen Mittellinie in Längsrichtung oder in Querrichtung oberhalb des Freiraums verläuft, oder entlang einer Bahn, die in Form eines Kreises, eines Ovals oder U-förmig oberhalb des Freiraums verläuft.
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Ein Ausführungsbeispiel der Neuerung wird anhand der rein schematischen Darstellungen nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt
- 1 eine perspektivische Ansicht auf eine Ladestation,
- 2 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Kabelkupplung, die in einer Ladestation von 1 verwendbar ist, und
- 3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Kabelkupplung.
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In 1 ist eine Ladestation 1 dargestellt. Schematisch ist ein quaderförmiger Freiraum 2 angedeutet, der den Bereich darstellt, in welchem ein Fahrzeug abgestellt werden kann, welches an der Ladestation 1 mit elektrischer Energie geladen werden soll. Beispielsweise kann der Freiraum 2 innerhalb eines Carports oder einer Garage vorgesehen sein. Oberhalb des Freiraums 2 ist ein Anschlusselement 3 montiert, welches in seinen Grundzügen beispielsweise mit einer herkömmlichen Wallbox vergleichbar sein kann. Das Anschlusselement 3 weist allerdings einen Ausleger 4 auf, der um eine aufrechte Achse schwenkbeweglich gelagert ist, beispielsweise gemeinsam mit dem Anschlusselement 3. Vom Ausleger 4 aus verläuft ein Ladekabel 5 bis zu einer schematisch angedeuteten Kabelkupplung 6.
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Abweichend von dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann das Anschlusselement 3 an einem in 1 nicht dargestellten Schlitten befestigt sein, so dass es beispielsweise in Längsrichtung oder auch in Querrichtung des Freiraums 1 bewegt werden kann, um auf diese Weise besonders problemlos die Kabelkupplung 6 an die unterschiedlichsten möglichen Stellen annähern zu können, wo sich an einem in dem Freiraum 2 abgestellten Fahrzeug die jeweilige Fahrzeugkupplung befinden kann.
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2 zeigt eine Kabelkupplung 6 mit mehreren elektrischen Kontaktelementen 7, die rotations-unsymmetrisch in einem Stirnende der Kabelkupplung 6 angeordnet sind. Die Kabelkupplung 6 ist im Wesentlichen zylindrisch ausgestaltet und kann, wenn sie in Richtung ihrer Längsachse bewegt wird, mit einer komplementären Fahrzeugkupplung verbunden werden. Auf dieser Längsachse und im Abstand hinter den elektrischen Kontaktelementen 7 ist ein Handgriff 8 hinter einer Grifföffnung 9 angeordnet, so dass eine möglichst ergonomische Handhabung der Kabelkupplung 6 bei der Verbindung mit der Fahrzeugkupplung unterstützt wird. Das Ladekabel 5 ist nach oben aus der Kabelkupplung 6 herausgeführt.
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3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Kabelkupplung 6 mit einem im Wesentlichen rohrförmigen Gehäuse. In durchgezogenen Linien ist dargestellt, dass dieses rohrförmigen Gehäuse nach unten gebogen verlaufen kann, ähnlich wie dies von herkömmlichen Zapfpistolen für Flüssigkraftstoffe bekannt ist. Anders als bei diesen herkömmlichen Zapfpistolen, bei denen der Zapfschlauch als Verlängerung der Zapfpistolen ebenfalls nach unten verläuft bzw. von unten an die Zapfpistole anschließt, schließt bei der dargestellten Kabelkupplung 6 das Ladekabel 5 von oben an die Kabelkupplung 6 an. Das Gehäuse selbst kann aufgrund seiner rohrförmigen Ausgestaltung auch als Handgriff genutzt werden, so dass ein entsprechender Abschnitt des Gehäuses als Handgriff 8 gekennzeichnet ist.
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In gestrichelten Linien sind unterschiedliche Ausgestaltungen des Gehäuses der Kabelkupplung 6 angedeutet, ohne dass diese Ausgestaltungen eine abschließende Aufzählung der Möglichkeiten darstellen, wie die Kabelkupplung 6 ausgestaltet sein kann. Diese unterschiedlichen Ausgestaltungen betreffen insbesondere den Verlauf des Gehäuseabschnitts, der den Handgriff 8 bildet. Rein beispielhaft ist ein weiterer, allerdings weniger steil nach unten führender Verlauf dieses Gehäuseabschnitts angedeutet, ebenso wie die Möglichkeit, das Gehäuse geradlinig zu verlängern oder es aufwärts gebogen auszugestalten.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Ladestation
- 2
- Freiraum
- 3
- Anschlusselement
- 4
- Ausleger
- 5
- Ladekabel
- 6
- Kabelkupplung
- 7
- Elektrische Kontaktelemente
- 8
- Handgriff
- 9
- Grifföffnung
