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Die erfindungsgemäße E-Ladeeinrichtung für stationäre und mobile Stromquellen ermöglicht einen unterirdischen und damit barrierefreien Zugang, hauptsächlich von der Straße aus, um eine private, oder kommerzielle Stromquelle zu nutzen und gleichzeitig möglichst mehrere Elektro-Fahrzeuge von dort zu laden, insbesondere in Wohngebieten beim Parken des E-Fahrzeuges. Mittels Querverlegung unter dem Bürgersteig, oder auch unter geeigneten Parkflächen in Form eines E-Ladeparks, werden die vorgefertigten Komponenten des E-Lademoduls mit stationären, oder mobilen Stromquellen verbunden. Der Zugriff auf den Ladestrom erfolgt je nach Ausführung des E-Lademoduls, entweder vom oberen Bereich des Bordsteins, oder dessen Stirnseite, von vorne, über deren Ladesteckdosen und in E-Ladeparks über unterschiedliche Einsteck-Positionen. Der Ladestrom wird über die Ladesteckdose des E-Lademoduls und ein kompatibles Ladekabel des E-Fahrzeuges bezogen, wobei die Stromaktivierung über eine eingebundene externe Steuereinheit gewährleistet wird und mittels Funkmodul mit einer bereitgestellte System-App im E-Fahrzeugsystem, oder über ein eingebundenes Smartphone mit System-App bedient werden kann. Der genutzte Ladestrom wird sofort abgerechnet, bzw. kann hierbei auch über den Stromzähler mit Uhr, platziert im Zugangsgehäuse des E-Lademoduls, sofort nach dem Ladevorgang kontrolliert und dokumentiert werden.
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Durch die Verwendung einer E- Ladeeinrichtung für stationäre und mobile Stromquellen wird der Einsatz von Anschlussmöglichkeiten erleichtert und wesentlich mehr Lademöglichkeiten für Elektro-Fahrzeuge bereitgestellt werden. Darüber hinaus erlaubt diese relativ einfache Technologie die noch sehr spärlichen verbreiteten Ladeoptionen für E-Fahrzeuge rasch und effektiv zu erweitern, dabei möglichst vielen E-Fahrzeugbesitzern das unkomplizierte Laden ihrer E-Fahrzeuge in der Nähe ihrer Wohnung jederzeit zu ermöglichen, diese problemlos und kurzfristig, insbesondere über Nacht zu laden, ohne eine private Wallbox, oder ähnliches zu nutzen und ohne Kabel über den öffentlichen Bürgersteig zu verlegen. Bei der gegenständlichen Innovation sind Privatbesitzer in der Lage, Kosten für ihre private Ladestation teilweise zu reduzieren, indem sie weitere Nutzer einbinden, um denen auch günstigeres und unkompliziertes Laden im Nahbereich zu ermöglichen. Auch können Fahrzeughersteller mitwirken, recht schnell ein effektives, sehr günstiges, gut verteiltes, bundesweites Ladenetzwerk zu generieren und den Umsatz von E-Fahrzeugen damit wesentlich zu beschleunigen, indem als Anreiz die recht preisgünstige E-Ladeeinrichtung für stationäre und mobile Stromquellen bei der Bestellung eines Fahrzeuges kostenlos beigefügt wird. Auch könnten recht einfach zusätzliche E-Ladeparks geschaffen werden, um aus mobilen Stromquellen (Ladecontainer) günstigen alternativen Ladestrom, erzeugt in Windparks, insbesondere in Ballungsgebieten bereitzustellen, wo keine Windkraftanlagen, oder ähnliches möglich sind. Ein weiterer Vorteil dieser Erfindung ist, dass bei extremen Unwettern diese Technologie so gut geschützt im Untergrund eingebettet ist, dass elementare Schäden weitgehend vermieden werden, hauptsächlich durch die kompakte und verborgene Bauweise. Es droht dabei lediglich nur dann eine kurzfristige automatische Abschaltung, falls die E- Ladeeinrichtung für stationäre und mobile Stromquellen durch extreme Witterung gefährdet ist, was mit Sensoren überwacht wird und durch eine wirksame Drainage-Einrichtung hinausgezögert werden kann.
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Derzeit werden kommerziellen E-Ladesäulen verschiedener Anbieter zur Verfügung gestellt, die meist sehr kostspielig in der Herstellung sind, deren Nutzung nur für eine begrenzte Anzahl von Fahrzeugen möglich ist und nur an bestimmten Plätzen erreichbar sind. Dies kann sich in den nächsten Jahren noch Problem werden und zwangsläufig zu langen Wartezeiten für Fahrzeugnutzer führen. Eigenheimbesitzer können sich zwar auf ihren Grundstücken mit einer Ladeeinrichtung (Wallboxen usw.) versorgen, die aber meist nur einseitig und unmittelbar am Haus genutzt werden kann. Auch werden Lösungen mit kostspielig umzubauenden und ungeschützten Nachtlaternen angeboten, die vermutlich auf längere Sicht generell den Mangel an Ladeinfrastruktur nicht ausgleichen können.
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Figurenliste
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- 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer E-Ladeeinrichtung für stationäre und mobile Stromquellen mit detaillierter Darstellung des kompletten vorgefertigten E-Lademoduls,
- 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer E-Ladeeinrichtung für stationäre und mobile Stromquellen mit Blick aus der Vogelperspektive und Ansicht auf Straße, Bürgersteig und Grundstück mit verfügbarer Stromquelle,
- 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer E-Ladeeinrichtung für eine stationäre Stromquelle im Querschnitt,
- 4 zeigt Ausführungsbeispiel eines E-Lademoduls, mit Ansicht des Bordsteins von oben, mit Blick auf die Ladesteckdosen,
- 5 zeigt Ausführungsbeispiel eines E-Lademoduls, mit Frontansicht des Bordsteins mit Lademodulzugang und Ansicht auf die Ladesteckdosen,
- 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer E-Ladeeinrichtung für stationäre und mobile Stromquellen, bestehend aus mehreren E-Lademodulen und Anordnung eines E-Ladeparks mit dazugehörigen Stromcontainer.
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Detaillierte Beschreibung und bevorzugte Ausführungsbeispiele
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Im Folgenden werden Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung anhand der detaillierten Beschreibung und bevorzugter Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen E-Ladeeinrichtung für stationäre und mobile Stromquellen, anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Beschreibung dieser Ausführungsbeispiele und deren Darstellung in den beigefügten Zeichnungen beschränkt
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1 zeigt die Ansicht einer E-Ladeeinrichtung für stationäre und mobile Stromquellen mit detaillierter Darstellung eines komplett vorgefertigten E-Lademoduls 1a, mit Darstellung des Schnellverschlusses 27, der Schutzführung 23a, des Stromkabels 10, des Zugangsgehäuses 8a mit Schutzabdeckung 6a, sowie von zwei Ladesteckdosen 2, eines Schutzbügels mit Innenbeleuchtung 12 und von mehreren Bereitschafts-/Sicherheitslichter 22. Weiterhin ist das Verbindungsstromkabel 18 erkennbar und der Schachtausschnitt 20 angedeutet,
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2 zeigt aus der Vogelperspektive die E-Ladeeinrichtung für stationäre und mobile Stromquellen, umfassend ein E-Lademodul 1a, welches quer angeordnet zum Bürgersteig 4, unterirdisch in einem Schachtausschnitt 20 verläuft, sowie ein im Bürgersteig 4 und im Bordstein 15 eingepasstes Zugangsgehäuse 8a, dass die Ladesteckdosen 2 aufnimmt und mit einer Schutzabdeckung 6a geschützt wird. Die sichere Stromverbindung wird zwischen E-Lademodul 1a, mit der auf einem Grundstück 11 befindlichen stationären Stromquelle 3a und einen Schnellverschluss 27 hergestellt. Zwischen Bordstein 15 und angrenzender Fahrbahn 5 befindet sich ein montierter Schutzbügel mit Innenbeleuchtung 12. Links und rechts neben dem E-Ladeadaptergehäuse 1 befinden sich weitere bedarfsabhängige Zusatz-Ladeanschlüsse 17a, und/oder Zusatz-Frontladeanschlüsse 17b, die indirekt die stationäre Stromquelle 3a nutzen können. Das Verbindungsstromkabel 18 zum jeweiligen Zusatz-Ladeanschluss 17a bzw. Zusatz-Frontladeanschlüsse 17b, verläuft geschützt in der Bordstein-Schutzführung 23b, welche in einer vorher erzeugten breiteren Bordsteinfuge 21 eingelassen ist und anschließend versiegelt wird. Eine optionale Schnell-Ladeeinrichtung 32 ist hier auf einer Verkehrsinsel mit Parkbucht platziert, die auch durch einen Schutzbügel mit Innenbeleuchtung 12 geschützt ist,
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3 zeigt die Ansicht einer Hauswand 9 eines Grundstücks 11, die Grundstücksgrenze 16 des Bürgersteigs 4 und die Straße 5, alles im Querschnitt, mit Ansicht des E-Lademoduls 1b, des hier unterirdischen Schnellverschlusses 27, einer stationären Stromquelle 3a mit Steuereinheit 31 und des abgewinkelten Stromkabels 10 in der ebenfalls gewinkelten Schutzführung 23a, verlaufend im Schachtausschnitt 20, mündend im Aufnahmesockel 26, der mit dem Bordstein 15 verbunden ist und hier eine gesicherte Stromverbindung zum Front-Zugangsgehäuse 8b und zwei Ladesteckdosen 2 erlaubt, sowie eine schieb- oder klappbare Front-Schutzabdeckung 6b, die im geschlossenen Zustand mit der Stirnfläche des Aufnahmesockels 26 eine Ebene bildet. Sichtbar ist ein Schutzbügel mit Innenbeleuchtung 12, mit mindestens zwei Bereitschafts-/Sicherheitslichter 22, befestigt auf der Fahrbahn 5, am Aufnahmesockel 26 und am Bordstein 15. Unter dem Bordstein 15 und Aufnahmesockel 26 befindet sich eine Drainage-Einrichtung 29 mit diversen Sensoren 30,
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4 zeigt die erfindungsgemäße E-Ladeeinrichtung für stationäre und mobile Stromquellen aus der Vogelperspektive, mit Ansicht des unmittelbar an der Bordsteinfuge 21 platzierten E-Lademoduls 1a, mit geöffneter Schutzabdeckung 6a und elektrischen Verschluss 7. Im E-Lademodul 1a sind die Ladesteckdosen 2 eingerichtet, welche jeweils an jeder Seite über eine Kabelführung mit Fixierung 13 verfügen. Unmittelbar am Bordstein 15 ist über die gesamte Breite und an den Seiten des Zugangsgehäuses 8a ein Schutzbügel mit Innenbeleuchtung 12, mit an beiden Enden installierte Bereitschafts-/Sicherheitslichter 22, auf der Fahrbahn 5 montiert und am Bordstein 15 angeschlagen. Zwischen beiden Ladesteckdosen 2 ist ein Funkmodul 14 als Schnittstelle zum E-Fahrzeug eingerichtet, sowie darüber der Stromzähler 28 mit Uhr 35 und eine individuelle Seriennummer 33 für jede Ladesteckdose 2 zu erkennen,
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5 zeigt die E-Ladeeinrichtung für stationäre und mobile Stromquellen mit Frontansicht des Aufnahmesockel 26, mit Front-Zugangsgehäuse 8b und geöffneter Front-Schutzabdeckung 6b des E-Lademoduls 1b, die den Zugriff auf die Ladesteckdosen 2 zulässt, welche jeweils an jeder Seite über eine Kabelführung mit Fixierung 13 verfügen. Zwischen den mit Seriennummern 33 markierten Ladesteckdosen 2 mit Funkmodul 14, sind zwei Stromzähler 28 mit einer Uhr 35 eingerichtet. Weiterhin ist die Schutzführung 23a und das darin befindlichen Stromkabel 10 dargestellt.
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Unmittelbar am Bordstein 15, bzw. Aufnahmesockel 26 und am Front-Zugangsgehäuse 8b, ist ein ausreichend großer Schutzbügel mit Innenbeleuchtung 12 auf der Fahrbahn 5 verschraubt, sowie am Bordstein 15 angeschlagen, der an beiden Enden über jeweils ein Bereitschafts-/Sicherheitslicht 22 verfügt. Unter dem Aufnahmesockel 26 befindet sich Drainage-Einrichtung 29 mit diversen Sensoren 30.
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6 zeigt ein Ausführungsbeispiel der E-Ladeeinrichtung für stationäre und mobile Stromquellen, in Form eines Ladeparks, mit zwei mittig angeordneten E-Lademodulen 1a, mit ebenfalls beliebig viele, auch mittig angeordnete, doppelte gegeneinander zugeordnete Zusatz-Ladeanschlüsse 17a, die gleichzeitig für jeweils vier E-Fahrzeuge (z. B. PKW, LKW) zur Verfügung stehen. Alle Zusatz-Ladeanschlüsse 17a sind komplett über ein mittig verlegtes Stromkabel 10 im Schachtausschnitt 20 unterirdisch in einer Schutzführung 23a verlegt und sind mittels Schnellverschluss 27 mit einer mobilen Stromquelle 3b verbunden. Der hier überirdische vorhandene Schnellverschluss 27 verfügt über zwei weitere Lademöglichkeiten für E-Motorräder. Zusätzlich sind für die doppelten Zusatz-Ladeanschlüsse 17a kastenförmige Schutzbügel mit Innenbeleuchtung 12 vorgesehen, welche an der jeweiligen Frontseite über Bereitschafts-/ Sicherheitslichter 22 verfügen und eine induktive Ladeeinrichtung 34 im Boden eingelassen, sowie hier ein Schnell-Ladeanschluss 32 in der Ladepark-Infrastruktur eingebunden.
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Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele detailliert beschrieben worden ist, ist für den Fachmann selbstverständlich, dass die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern dass vielmehr Abwandlungen in der Weise möglich sind, dass einzelne Merkmale weggelassen oder andersartige Kombinationen von Merkmalen verwirklicht werden können, solange der Schutzbereich der beigefügten Ansprüche nicht verlassen wird. Die Offenbarung der vorliegenden Erfindung schließt sämtliche Kombinationen der vorgestellten Einzelmerkmale mit ein.
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Die erfindungsgemäße Nutzungsmöglichkeit einer E-Ladeeinrichtung für stationäre und mobile Stromquellen richtet sich hauptsächlich an Eigentümer eines E-Fahrzeuges in Wohngebieten, die dort keine eigene Lademöglichkeit einrichten lassen können und nicht über einen eigenen Stellplatz verfügen, aber auch an Hausbesitzer mit einer vorhandenen Ladeeinrichtung, oder Inhaber von allgemeinen Stromanschlussmöglichkeiten, wo noch kein vorgesehen ist. Hierbei ist die nachhaltige Anschluss-/Einbaumöglichkeit des vorgefertigten E-Lademoduls (1a,1b) und die sichere Einsatzmöglichkeit an Bordsteinen (15), oder die Vernetzung von E-Lademodulen (1a, 1b) mit Zusatz-Ladeanschüssen (17a) auf geeigneten Plätzen, oder Zusatz-Frontladeanschlüsse (17b), auch in Verbindung mit Aufnahmesockeln (26) auf Parkplätzen, insbesondere in der Nähe von Ballungsgebieten. Die E-Lademodule (1a,1b) werden als geschlossene, gekapselte, witterungsbeständige Einheiten an eine bereits vorhandene stationäre Stromquelle (3a), oder eine mobile Stromquelle (3b) angeschlossen, die von Hauseigentümer, Stromanbieter, oder Fahrzeuganbieter bereitgestellt werden können. Bei der Einrichtung wird zunächst ein unterirdischer Schachtausschnitt (20) quer unter dem gesamten Bürgersteig (4) erstellt (z.B. mithilfe eines Horizontalspülbohrverfahrens), danach eine oberirdische Öffnung mit erforderlicher Tiefe und Größe des Zugangsgehäuses (8a), oder Front-Zugangsgehäuses (8b) im Bürgersteig (4) ausgehoben und eine entsprechende Aussparung am Bordstein (15) vorgenommen. Alternativ kann auch bei Bedarf ein kompletter oberirdischer Schachtausschnitt (20) in Bürgersteig (4) und Bordstein (15) geschnitten und später wieder bündig verschlossen werden.
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Danach wird das gekapselte und damit auch witterungsgeschützte E-Lademodul (1a,1b), bestehend aus Stromkabel (10), angeordnet in einer Schutzführung (23a), einem Zugangsgehäuse (8a), mit einer von oben zu bedienenden Schutzabdeckung (6a), oder einem Front-Zugangsgehäuse (8b), mit einer von vorne zu bedienenden Front-Schutzabdeckung (6b), mit jeweils zwei darin befindliche Ladesteckdosen (2), mit einer in beliebiger Entfernung angeordneten stationären, oder mobilen Stromquelle (3a, 3b) mittels Schnellverschluss (27) verbunden, wobei eine externe Steuereinheit (31) dazwischen eingerichtet ist, um auch den Ladevorgang in Abhängigkeit von einem oder mehreren vom Benutzer vorgegebenen Parameter zu steuern oder zu regeln. Ein kompakter Schutzbügel mit Innenbeleuchtung (12), verankert in der Fahrbahn (5) und am Bordstein (15), verhindern dabei Schäden (z.B. durch Fahrzeugreifen) am Zugangsgehäuse (8a), oder Front-Zugangsgehäuse (8b).
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Die unter dem Zugangsgehäuse (8a), oder Front-Zugangsgehäuse (8b) angeordnete Drainage-Einrichtung (29) schützt die aktiven E-Lademodule (1a,1b) vor Witterungseinflüssen (z.B. übermäßige Feuchtigkeit) mithilfe von diversen Sensoren (30), die es ermöglichen, den Ladevorgang automatisch und möglichst nur temporär zu unterbrechen. Alternativ kann auch für die E-Lademodule (1a, 1b) ein Aufnahmesockel (26) verwendet werden, der sowohl am Bordstein und dessen Bordsteinrinne (19) befestigt ist. Ohne die Verwendung eines Aufnahmesockels (26) wird bei einen Front-Zugangsgehäuse (8b) ein wirksames Wasserschott (24) genutzt, das eine bestimmte Wassersäule, ohne automatische Abschaltung des Systems ermöglicht. Die Bereitschafts-/ Sicherheitslichter (22) zeigen visuell die Möglichkeit eines Ladevorgangs an und heben die Erkennbarkeit von E-Lademodulen (1a, 1b) bei schlechter Witterung noch besser hervor. Über eine System-App (25) kann der registrierte Kunde in der Nähe befindliche freie E-Lademodule (1a, 1b) im Voraus buchen.
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Das vom Fahrzeugführer mitgeführte Ladekabel wird bei Nutzung eines jeweiligen E-Lademoduls (1a, 1b), wie üblich in die Ladesteckdose (2) eingesteckt und dabei in der Kabelführung mit Fixierung (13) so eingebunden, dass beim Ladevorgang der Stecker des E-Fahrzeuges nicht von Fremden entfernt, oder versehentlich gelöst wird, denn diese würde andernfalls den Ladestromvorgang mittels Sensor (30) unterbrechen. Das zuvor registrierte E-Fahrzeug wird über ein Funkmodul (14), platziert im Zugangsgehäuse (8a), oder Front-Zugangsgehäuse (8b), mithilfe der System-App (25), die im E-Fahrzeugsystem, oder im Smartphone eingebunden ist, mit Ladestrom versorgt. Das E-Fahrzeug kann für einen gebuchten Zeitraum geladen werden und der bezogene Strom wird auch über den Stromzähler (28) mit Uhr (35) angezeigt. Nach Inanspruchnahme erfolgt am Ende des Ladevorgangs die Anzeige des Stromverbrauchs über die System-App (25) im Fahrzeugsystem, oder über das Smartphone, wobei die sofortige unkomplizierte Abrechnung über die Seriennummer (33) des jeweiligen Lademoduls (1a, 1b) erfolgt.
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Um die E-Ladeeinrichtung für stationäre und mobile Stromquellen noch effektiver nutzen zu, können, kann bei Bedarf auf beiden Seiten der E-Lademodule (1a, 1b) mehrere Zusatz-Ladeanschlüsse (17a) und/oder Zusatz-Frontladeanschlüsse (17b) eingebunden werden. Über eine parallel erzeugte und verbreiterte Bordsteinfuge (21) zwischen Bürgersteig (4) und Bordstein (15), wird hier das beliebig lange Verbindungsstromkabel (18) in der Bordsteinschutzführung (23b) aufgenommen und danach die Bordsteinfuge (21) verschlossen und versiegelt. Somit können Ladevorgänge für mehrere Fahrzeuge von einer stationären Stromquelle (3a), oder mobilen Stromquelle (3b) durchgeführt und abgerechnet werden.
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Zur Vernetzung von überdachten Parkplätzen, oder anderen geeigneten Orten können mehrere, insbesondere die kompakten E-Lademodule (1a) komplett im Boden eingelassen und mit wahlweise kastenförmigen und bündig mit dem Parkplatz angeordneten Schutzbügeln mit Innenbeleuchtung (12) für jedes E-Lademodul (1a) genutzt werden, was auch das Befahren der Schutzabdeckungen (6a) bei Nichtnutzung der E-Lademodule (1a) ermöglicht. Ergänzend können Schnell-Ladeeinrichtungen (32) und induktive Ladeeinrichtungen (34) im Park Anwendung finden. Zum weiteren Einsatz von E- Ladeeinrichtung für stationäre und mobile Stromquellen können Parkplätze als umgewandelte E-Ladeparks mit Stromcontainern als mobile Stromquelle (3b) fungieren, die außerhalb von Städten in Windparks aufgeladen werden können, um im Pendelverkehr diese Standpunkte mit umweltfreundlichen Strom zu versorgen. Zum wirksamen Witterungsschutz kann der gesamte Bereich der E-Ladeeinrichtung für stationäre und mobile Stromquellen mit einer Überdachungs-Solartechnik gesichert werden, die darüber hinaus Ladestrom generieren kann. Es besteht die Möglichkeit, dass der gesamte Bereich mit einer ausgedehnten Drainage-Einrichtung (29) und diversen Sensoren (30) vor ungünstigen Wetterverhältnissen absichert werden kann. Ist kein Überdachungsschutz möglich, könnten auch E-Lademodule (1b) in Aufnahmesockeln (26) genutzt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1a
- E-Lademodul
- 1b
- E-Lademodul
- 2
- Ladesteckdose
- 3a
- stationäre Stromquelle
- 3b
- mobile Stromquelle
- 4
- Bürgersteig
- 5
- Fahrbahn
- 6a
- Schutzabdeckung
- 6b
- Front-Schutzabdeckung
- 7
- Verschluss
- 8a
- Zugangsgehäuse
- 8b
- Front-Zugangsgehäuse
- 9
- Hauswand
- 10
- Stromkabel
- 11
- Grundstück
- 12
- Schutzbügel mit Innenbeleuchtung
- 13
- Kabelführung mit Fixierung
- 14
- Funkmodul
- 15
- Bordstein
- 16
- Grundstücksgrenze
- 17a
- Zusatz-Ladeanschluss
- 17b
- Zusatz-Frontladeanschluss
- 18
- Verbindungsstromkabel
- 19
- Bordsteinrinne
- 20
- Schachtausschnitt
- 21
- Bordsteinfuge
- 22
- Bereitschafts-/Sicherheitslicht
- 23a
- Schutzführung
- 23b
- Bordstein-Schutzführung
- 24
- Wasserschott
- 25
- System-App
- 26
- Aufnahmesockel
- 27
- Schnellverschluss
- 28
- Stromzähler
- 29
- Drainage-Einrichtung
- 30
- diverse Sensoren
- 31
- Steuereinheit
- 32
- Schnell-Ladeeinrichtung
- 33
- Seriennummer
- 34
- induktive Ladeeinrichtung
- 35
- Uhr
