EP2675640A1 - Verriegelungsvorrichtung für eine verschlussklappe - Google Patents

Verriegelungsvorrichtung für eine verschlussklappe

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Publication number
EP2675640A1
EP2675640A1 EP11704597.1A EP11704597A EP2675640A1 EP 2675640 A1 EP2675640 A1 EP 2675640A1 EP 11704597 A EP11704597 A EP 11704597A EP 2675640 A1 EP2675640 A1 EP 2675640A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
lever
locking
contact means
disc
locking lever
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP11704597.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Armin Sponick
Michael KÜMMEL
Andreas Perl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Publication of EP2675640A1 publication Critical patent/EP2675640A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/14—Conductive energy transfer
    • B60L53/16—Connectors, e.g. plugs or sockets, specially adapted for charging electric vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Definitions

  • the invention relates to a locking device for a shutter of a charging device for electrically charging a traction battery of an electrically driven vehicle.
  • Such vehicles have a driving ⁇ battery, which provides the electrical energy required for driving available.
  • Discharged batteries must be recharged if necessary by means of a charging device.
  • Such charging devices often comprise a socket on (for example, an outlet) to which a plug of an electrical cable ⁇ rule (charger) is connected.
  • such a charging device in which the bush is arranged in the interior of the charging device.
  • This interior space can be closed with a closure flap, the closure flap ⁇ bores, can be inserted into the for locking INTERLOCKS ⁇ lung pins.
  • the invention has for its object to provide a locking ⁇ device for a flap that allows convenient operation of the flap.
  • a profiled disc which is connectable with the closure flap such that upon opening or closing the shutter, the (rotatably mounted) profile disc is rotated about a pivot point, wherein the profiled disc in closed ⁇ seren shutter a first position and the shutter open a second position takes, and
  • a locking lever (pawl), which can assume a first Hebelstel ⁇ ment and a second lever position
  • a first (mechanical) contact means of the profiled disk and a first (mechanical) contact means of the locking lever are positively in contact with each other (whereby rotation of the profiled disk and thus an opening of the closure flap is prevented), and
  • this locking device is advantageous that in the first position of the profiled disk and the first lever position, the first contact means of the profiled disk and the first contact means of the locking lever are in positive contact with each other, whereby an opening of the closure flap is prevented.
  • a violent opening of the closure flap could be done only by a destruction of the positive connection, wherein the first contact means of the profile discs and / or the first contact means of the locking lever would be destroyed.
  • this can be prevented by a correspondingly robust countries from ⁇ design of the first contact means of the profiled disc and / or the first contact means of the locking lever.
  • the second contact means of the profiled disc and the second Kon ⁇ clock means of the catch lever are provided in the second Stel ⁇ development of the profile wheel and the first lever position positively with each other in Kon ⁇ stroke, thereby closing the shutter is possible only after overcoming the frictional connection .
  • corre ⁇ chenden dimensioning of the strength of this frictional connection by a corresponding configuration of each second contact means, it is possible to design the locking device so that a user of the charging device can close the shutter manually manually by moving the shutter with a certain force. Without such interaction of the user, however, the shutter ⁇ flap remains in its open state, so that it does not need to be kept open manually by a user.
  • the locking device can be designed so that in the second lever position of the locking lever and the profile ⁇ disc are separated from each other.
  • the locking device can also be designed so that at the second lever position, the first contact means of the locking lever and the first contact means of the profile disc are separated from each other and the second contact means of the locking lever and the second contact means of the profile disc are separated.
  • the closing flap can be manually opened or closed by a user of the loading device or that the closing flap (with a corresponding definition of its center of gravity and its storage) can automatically proceed from the opened to the closed state.
  • the locking device can also be realized so that the first contact means of the locking lever a nose
  • the second contact means of the locking lever is a nose (cam) with a rounded ⁇ th and / or bevelled edge.
  • the design of the first contact means of the locking lever as a nose with a straight edge allows (in cooperation with the first contact means of the profile disc) the production of a form-closure. Furthermore, the design of the second allows
  • this frictional connection can be designed so that the second contact means of the profile ⁇ slice only when a predetermined force over the rounded edge of the second contact means of the locking ⁇ lever slides, so that is overcome by exceeding the predetermined force of the frictional connection.
  • the locking device may also be configured such that the first contact means and / or the second contact with ⁇ th of the profile disc each have a nose (cam) having a rectilinear edge is ge ⁇ .
  • the locking device may further be configured such that the first contact means of the locking lever and the first contact means of the profile disc locking means are that lock the locking lever and the profile disc form-fitting with each other.
  • the locking device can also be designed so that the second contact means of the locking lever and the second contact means of the profiled disk locking means which lock the locking lever and the profiled disc frictionally with each other.
  • the locking device may have a spring element which presses the first contact means and / or the second contact means of the locking lever in the direction of the profiled disk. By means of this spring element ensures that the locking lever is reliably pressed in the absence of external forces in the direction of the profile disc, d. H. that the locking lever reliably remains in the first lever position or occupies this.
  • the locking device may also have a support element which supports the locking lever against the spring force of the Fe ⁇ derelements. With this supporting forces can be advantageously record which (as example ⁇ by an operator of the charging device, which wants to open the flap or close) are ⁇ exerts on the flap and the profile disc on the lock lever.
  • the locking device may be configured so that the support element has at least one first support surface and at least one second support surface, which are designed so that when supporting the locking lever on the first support surface of the locking lever assumes the first lever position and that when supporting the locking lever on the two ⁇ th support surface of the locking lever, the second lever position b occupies.
  • the support element can advantageously support the locking lever both in the first lever position and in the second lever position and absorb forces in both lever positions that are exerted on the locking lever.
  • the locking device may further be configured such that the support element rotatably gela ⁇ is Gert about a rotational axis and is connected to a drive device in operative connection, which rotates the support member around the rotational axis, where ⁇ by alternatively the first Abstützflache or the second waste support surface on the Locking lever rests (while the Sperrhe ⁇ bel supported).
  • the drive device can be brought by turning the support member of the locking lever in the first lever position or in the second lever position.
  • the locking device may further comprise: a
  • Position detection device for detecting when the profile disc has left its first position. This advantageously allows monitoring of the movement of the profile ⁇ slice and an automatic control of Antriebsvor- direction, which switches between the first lever position and the second lever position of the locking lever.
  • the locking device may comprise: a damper element for damping the rotational movement of the profiled disk about its pivot point.
  • a damper element for damping the rotational movement of the profiled disk about its pivot point.
  • FIG. 4 shows the locking device in the second position of the profiled disk and the first lever position with visible supporting element, in FIG. 5 the supporting element, in FIG
  • Figure 7 is an enlarged detail of Figure 6, in
  • Figure 8 is an enlarged detail of Figure 1 with a
  • Figure 9 is a perspective view of another
  • Embodiment of the locking device and in FIG. 10 shows a view of an exemplary embodiment of a charging device with a closure flap.
  • the Verriege ⁇ treatment device has a support plate 3, which carries the majority of the parts of the locking device.
  • a profiled disc 6 is rotatably mounted, which can be rotated or pivoted about a pivot point 9. Through the fulcrum 9 a not further Darge ⁇ presented shaft which connects the profiled disc 6 with the shutter ⁇ flap 1 of the charger.
  • the closure flap 1 is likewise rotatably mounted about the shaft 9 and thus about the fulcrum 9, so that upon pivoting / turning of the closure flap 1 about the fulcrum 9, the profile plate 6 is rotated angularly synchronously with the closure flap 1.
  • the closure flap 1 is thus connected to the profiled disk 6 in such a way that the profiled disk 6 is rotated angularly synchronously with the closure flap 1.
  • the profile disk 6 has a first mechanicalmaschinemit ⁇ tel 12, which is configured in the embodiment as a nose (cam), said nose having a straight edge. Furthermore 6, the profile disk to a second mechanical contact means 15, which (cam) is designed with a ge ⁇ rectilinear edge in exporting approximately ⁇ for example also as a nose.
  • the profile disk 6 has substantially the shape of a circle segment, wherein the first contact means 12 and the second contact means 15 are respectively arranged at the end of the circular arc of the circle segment.
  • the profile disk 6 is The circular segment 6 is connected to one end of a damper element 18; the other end of the damper Ferelements 18 is attached to the support plate 3.
  • the Dämp ⁇ fer element 18 is designed in the embodiment as a Gas horrfe ⁇ the.
  • the damping element 18 serves to dampen the rotational movement of the profiled disk 6 about its pivot point 9. As a result, jerky movements of the profiled disk and thus also jerky movements of the closure flap 1 connected to the profiled disk 6 can be damped.
  • the damper element 18 is optional, it may be omitted in another embodiment.
  • the locking plate 6 is in operative contact with a locking lever 20.
  • the locking lever is rotatably mounted or supported about a pivot point 22 on the carrier ⁇ plate.
  • a first contact means 25 of the Sperrhe- lever is arranged at one end of the locking lever 20 at one end of the locking lever 20, a first contact means 25 of the Sperrhe- lever is arranged.
  • This first contact means 25 of Sperrhe ⁇ lever 20 is configured in the embodiment as a nose (cam) with a rectilinear edge. Spaced and be ⁇ adjacent to the first contact means 25 is on the same He ⁇ belarm of the locking lever 20, a second contact means 28 of the locking lever 20 is arranged.
  • This second contact means 28 of the locking lever is designed as a nose (cam) with a rounded and bevelled edge.
  • the secondmaschinemit ⁇ tel 28 of the locking lever thus has a rounded and obtain ⁇ oblique contour.
  • the first contact means 25 of the locking lever 20 and the second contact means 28 of the locking lever 20 are arranged on a first He ⁇ belarm 29 of the locking lever 20.
  • the locking lever 20 has a second lever arm 30.
  • a spring ⁇ element 31 is arranged at the free end of the second lever arm 30.
  • the spring element 31 is thus at the opposite end of the first contact means 25 and the second contact means 28 arranged the locking lever 20 and configured in the embodiment as a coil spring / tension spring.
  • One end of the spring element 31 is connected to the end of the locking lever 20, the other end of the spring element 31 is fastened to the carrier plate 3 by means of a holding angle 33.
  • the second lever arm 30 of the lock lever 20 is located on a support member 36 from ⁇ (cf. FIG. 4), which is obscured in Figure 1 by a switching element 39.
  • the switching element 39 is rigidly connected to the underlying support element 36 and mounted rotatably about a common axis of rotation 41 on the support plate 3.
  • a piston rod 45 engages a drive device 48, wherein in the exemplary embodiment, this drive device 48 is designed as a so-called.
  • Single-acting actuator for example as a solenoid with a spring return. This solenoid 48 requires for the extension of the piston rod 45 only short-term electrical energy (eg a short Stromim ⁇ pulse).
  • the switching element 39 is in the embodiment madestal ⁇ tet, that it is rotated by 45 ° clockwise at each extension of the piston rod 45 of the on ⁇ driving device 48.
  • the switching element 39 is designed as a gear with eight teeth, which are offset by 45 ° to the gear on ⁇ ordered.
  • the piston rod 45 engages in their extension in each case in a tooth of the switching element 39 and rotated in the extension movement, the switching element 39 by 45 ° in the clockwise direction. Thereafter, the spring return moves the piston rod 45 back to its original position, the piston ⁇ rod is retracted into the drive device 48.
  • the piston rod 45 engages in the next tooth of the switching element 39 and rotates the switching element 39 again by 45 ° in the clockwise direction. Synchronous with the switching Element 39, the underlying (not visible in Figure 1) support member 36 is rotated (see also Figure 4).
  • the closure flap 1 is shown in Figure 1 in the closed and locked state.
  • the profile disk 6, which is rigidly connected to the closing flap 1 assumes a first position of the profiled disk 6.
  • the first contact means 12 (cam) of the profiled disk 6 bears against the first contact means 25 (cam) of the locking lever 20.
  • the first contact means 12 of the profiled disk 6 is in form-locking contact with the first con ⁇ tact means 25 of the locking lever 20, whereby Dre ⁇ hen the profiled disk 6 (counterclockwise) and thus turning the shutter 1 (counterclockwise, which would correspond to an opening of the flap 1) is prevented.
  • the locking lever 20 is located in Figure 1 in a first lever position. This first lever position is present when one of the contact means of the profile disc 6 with one of
  • the locking ⁇ lever 20 may continue to occupy a second lever position, in which the locking lever 20 and the profiled disc 6 are separated from each other.
  • the second lever position in particular the first contact means 25 of the locking lever 20 of the first contact means 12 of the profile disc 6 and the second Kon ⁇ clocking means 28 of the locking lever 20 of the second Kunststoffmit ⁇ tel 15 of the profile disc 6 is separated.
  • This second Hebelstel ⁇ ment of the locking lever 20 is shown in Figures 5 and 6 represents.
  • FIG. 1 shows a first position recognition device 52, a second position recognition device 54 and a third position recognition device 56.
  • the first position detection device 52 is arranged so that it is actuated by an operating angle 57 arranged on the profile disk 6.
  • the second position detection 54 it is detected whether the locking lever 20 is in its first lever position or in its second lever position.
  • a contact plunger of the second position detection device 54 is pressed in, thus triggering an electrical contact.
  • the third position detection device 56 is arranged so that it is actuated by the operating angle 57 of the profile ⁇ disc 6 when the profiled disc 6 is in its second position (this second position is shown in Figure 2).
  • the second position detection device 54 and the third position detection device 56 are optional. They may also be omitted in other embodiments.
  • the flap 1 is shown in its open (ie counterclockwise pivoted / twisted) and latched position.
  • the profile disk 6 When the closure flap 1 is open, the profile disk 6 assumes its second position, which is shown in FIG.
  • the lock lever 20 befin ⁇ det in its first lever position.
  • the second contact means 15 of the profiled disk 6 and the second contact means 28 of the Sperrhe- lever 20 are non-positively in contact (latching).
  • a clockwise rotation of the profiled disk 6 and thus a closing of the closure flap 1 in a clockwise direction only after overcoming this frictional connection (ie after overcoming the frictional force) is possible.
  • the opening of the closure flap 1 is shown symbolically in FIG. 2 by an arrow 200 in the counterclockwise direction and the closing of the closure flap by an arrow 210 in a clockwise direction.
  • FIG. 3 shows an enlarged section of FIG. 2. It is easy to see how the secondmaschinemit ⁇ tel 15 of the profiled disc 6 and the second contact means 28 of the locking lever 20 positively engages each other in contact or stand.
  • the second contact means 15 of the profile ⁇ disc 6 is designed as a nose with a straight edge, while the second contact means 28 of the locking lever 20 is designed as a nose with rounded and bevelled edge and the same contour.
  • FIG. 4 the locking device without the switching element 39 is shown, so that the underlying (rigidly connected to the switching element 39) support member 36 is visible ⁇ bar.
  • This support member 36 is designed as a disc ⁇ , which has the basic shape of a square, in which all four corners are flattened.
  • the support element 36 has the shape of an irregular octagon, which alternately has a first support surface 405 and a second support surface 410 (see also FIG. 5) as the outer contour.
  • the support member 36 from ⁇ four first Abstützflachen to 405 and four second supporting surfaces 410th The corners of the quadrati ⁇ rule disc are flattened so that the first support surface 405 has a larger area than the second supporting surface 410.
  • the piston rod 45 engages in a tooth of the gear, which forms the switching element 39 in the execution ⁇ example.
  • the piston rod 45 is shown in the retracted state by means of a continuous line 45 and in the extended state by means of a dashed line 80.
  • a single ⁇ ner stroke of the piston rod ie an extension and retraction of the piston rod
  • the then occupied by the locking lever 20 lever position is statically stable and can be transferred only by a renewed stroke of the drive device, ie by a renewed extension and retraction of the piston rod of the drive device in the other lever position.
  • Figure 1 is thus the first position of the profiled disc 6 and the first lever position of the locking lever 20 is shown.
  • the shutter 1 of the charger is closed.
  • the first contact means 12 of the profiled disk 6 is positively against the first contact means 25 of the locking lever 20, the two contact means are positively in contact with each other.
  • a pivoting of the flap 1 upwards (counterclockwise) is prevented.
  • the drive device 48 is switched on again so that it rotates the switching element 39 and the support element 36 connected thereto by 45 ° in the clockwise direction by means of its piston rod 45.
  • the support element 36 returns to a position similar to that shown in Figure 4, in which one of the first support surfaces the locking lever 20 is supported.
  • the locking lever 20 goes back over to its first lever position.
  • first contact means 12 of the profile disk 6 also slides past the first contact means 25 of the locking lever 20, so that the profile disk 6 again assumes the first position shown in FIG.
  • the closure flap 1 is then locked again by the positive connection between the first contact means 12 of the profiled disk 6 and the first contact means 25 of the blocking lever 20 in the closed position.
  • two statically stable switching positions (first lever position, second lever position) of the locking lever 20 are achieved.
  • ⁇ in the first lever position high forces can be absorbed by the positive connection between the support element and locking lever.
  • the change between the two switching positions is effected by turning the switching element 39 and the supporting element 36 by 45 °. Only a small force / power is required for this rotational movement, which can be provided by the drive device with a low expenditure of energy.
  • FIG. 9 shows a further embodiment of a Verrie ⁇ gelungsvorraum is illustrated.
  • the flap is closed and locked.
  • This embodiment differs from the previously essentially described by the fact that the locking lever 900 is not cranked, but is designed to be rectilinear and that the second position detection unit 905 is disposed on the second lever arm 910 of the locking lever.
  • a double-acting actuator eg, a servomotor
  • This locking device does not need a gear wheel-shaped
  • the support and switching element 940 is mounted about an axis of rotation 950 and has only a first support surface and a second support surface 960.
  • the first Abstützflache is applied to the locking lever 900 and supports the locking lever in its first lever position.
  • the locking lever 900 is then locked form ⁇ conclusively with the profile disk 6.
  • To switch from the first lever ⁇ position in the second lever position moves the piston rod 930 of the drive device 920 once off and on again and rotates the support and switching element 940 in a clockwise direction about the axis of rotation 950. This supports the second support surface
  • the change between the two statically stable switching positions (first lever position, second lever position) of the locking lever 900 by pivoting the switching and support member 940 takes place about its axis of rotation 950.
  • this pivotal movement is only a small
  • 10 shows a three-dimensional external view of a La ⁇ signaling device 1000 is shown having the locking flap. 1
  • the shutter 1 is shown here in its CLOSED ⁇ Senen state in which it is positively locked by means of the first contact means 25 of the locking lever and the first contact with ⁇ means of 12 the profiled disc.
  • an opening is arranged, through which even in the closed state of the closure flap ⁇ a charging cable 1010 can leave the charging device.
  • this charging cable 1010 electrical energy can be transported to a driving battery 1020 of an electrically driven vehicle 1030, which is shown only schematically.
  • a locking device for a shutter of a charging device has been described, which has a number of advantages.
  • the flap When closed, the flap is positively locked so that it can not be opened manually.
  • the shutter In the opened state, the shutter is held open independently by a frictional connection between the two ⁇ th contact means of the profiled disc and the locking lever, until the shutter (eg., From a user) is concluded overall by overcoming the frictional connection.
  • the three operating states “locked” (first position of the profiled disk, first lever position), "entrie ⁇ gelt” (second lever position) and “open” (second position of the profiled disk, first lever position) are statically stable, ie without further energy supply to the drive device are the This ensures, on the one hand, comfortable operation for a user, for example one-hand operation of the charging device is possible because, for example, the closing flap is not open when the user is in the open state needs to be kept open. Therefore, the user with only one hand plug a plug of the charging cable into a corresponding socket of the charger. On the other hand, the closure flap in the locked state, the hidden behind components (socket and the like) are reliably protected.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verriegelungsvorrichtung für eine Verschlussklappe (1) einer Ladeeinrichtung zum elektrischen Laden einer Fahrbatterie (1020) eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs (1030). Die Verriegelungsvorrichtung weist eine Profilscheibe (6) auf, welche derart mit der Verschlussklappe (1) verbindbar ist, dass bei einem Öffnen oder Schließen der Verschlussklappe (1) die Profilscheibe (6) um einen Drehpunkt (9) gedreht wird, wobei die Profilscheibe bei geschlossener Verschlussklappe eine erste Stellung und bei geöffneter Verschlussklappe eine zweite Stellung einnimmt. Weiterhin weist die Verriegelungsvorrichtung einen Sperrhebel (20) auf, der eine erste Hebelstellung und eine zweite Hebelstellung einnehmen kann. Bei der ersten Stellung der Profilscheibe (6) und der ersten Hebelstellung stehen ein erstes Kontaktmittel (12) der Profilscheibe (6) und ein erstes Kontaktmittel (25) des Sperrhebels (20) formschlüssig miteinander in Kontakt, und bei der zweiten Stellung der Profilscheibe (6) und der ersten Hebelstellung stehen ein zweites Kontaktmittel (15) der Profilscheibe (6) und ein zweites Kontaktmittel (28) des Sperrhebels (20) kraftschlüssig miteinander in Kontakt.

Description

Beschreibung
Verriegelungsvorrichtung für eine Verschlussklappe Die Erfindung betrifft eine Verriegelungsvorrichtung für eine Verschlussklappe einer Ladeeinrichtung zum elektrischen Laden einer Fahrbatterie eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs.
Die Zahl der elektrisch antreibbaren Fahrzeuge auf den
Straßen nimmt stetig zu. Solche Fahrzeuge weisen eine Fahr¬ batterie auf, welche die für den Fahrbetrieb benötigte elektrische Energie zur Verfügung stellt. Entladene Batterien müssen bei Bedarf mittels einer Ladeeinrichtung nachgeladen werden. Solche Ladeeinrichtungen weisen oftmals eine Buchse (z.B. eine Steckdose) auf, an die ein Stecker eines elektri¬ schen Kabels (Ladekabel) anschließbar ist.
Aus der Offenlegungsschrift WO 2010/011545 AI ist eine solche Ladeeinrichtung bekannt, bei der die Buchse im Innenraum der Ladeeinrichtung angeordnet ist. Dieser Innenraum ist mit einer Verschlussklappe verschließbar, wobei die Verschluss¬ klappe Bohrungen aufweist, in die zum Verriegeln Verriege¬ lungsstifte eingeschoben werden können. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verriegelungs¬ vorrichtung für eine Verschlussklappe anzugeben, die ein bequemes Bedienen der Verschlussklappe ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Verrie- gelungsvorrichtung nach dem unabhängigen Patentanspruch. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Verriegelungsvorrichtung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. Erfindungsgemäß angegeben wird eine Verriegelungsvorrichtung für eine Verschlussklappe einer Ladeeinrichtung zum elektrischen Laden einer Fahrbatterie eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs, mit
- einer Profilscheibe, welche derart mit der Verschlussklappe verbindbar ist, dass bei einem Öffnen oder Schließen der Verschlussklappe die (drehbar gelagerte) Profilscheibe um einen Drehpunkt gedreht wird, wobei die Profilscheibe bei geschlos¬ sener Verschlussklappe eine erste Stellung und bei geöffneter Verschlussklappe eine zweite Stellung einnimmt, und
- einem Sperrhebel (Sperrklinke) , der eine erste Hebelstel¬ lung und eine zweite Hebelstellung einnehmen kann,
- wobei bei der ersten Stellung der Profilscheibe und der ersten Hebelstellung ein erstes (mechanisches) Kontaktmittel der Profilscheibe und ein erstes (mechanisches) Kontaktmittel des Sperrhebels formschlüssig miteinander in Kontakt stehen (wodurch ein Drehen der Profilscheibe und damit ein Öffnen der Verschlussklappe unterbunden wird) , und
- wobei bei der zweiten Stellung der Profilscheibe und der ersten Hebelstellung ein zweites (mechanisches) Kontaktmittel der Profilscheibe und ein zweites (mechanisches) Kontaktmit¬ tel des Sperrhebels kraftschlüssig miteinander in Kontakt stehen (wodurch ein Drehen der Profilscheibe und damit ein Schließen der Verschlussklappe erst nach Überwindung des Kraftschlusses möglich ist) .
Bei dieser Verriegelungsvorrichtung ist vorteilhaft, dass bei der ersten Stellung der Profilscheibe und der ersten Hebelstellung das erste Kontaktmittel der Profilscheibe und das erste Kontaktmittel des Sperrhebels formschlüssig miteinander in Kontakt stehen, wodurch ein Öffnen der Verschlussklappe unterbunden wird. Ein gewaltsames Öffnen der Verschlussklappe könnte nur durch eine Zerstörung des Formschlusses erfolgen, wobei das erste Kontaktmittel der Profilscheiben und/oder das erste Kontaktmittel des Sperrhebels zerstört werden würde. Dies lässt sich jedoch durch eine entsprechend robuste Aus¬ gestaltung des ersten Kontaktmittels der Profilscheibe und/oder des ersten Kontaktmittels des Sperrhebels verhin- dern. Weiterhin ist vorteilhaft, dass bei der zweiten Stel¬ lung der Profilscheibe und der ersten Hebelstellung das zweite Kontaktmittel der Profilscheibe und das zweite Kon¬ taktmittel des Sperrhebels kraftschlüssig miteinander in Kon¬ takt stehen, wodurch ein Schließen der Verschlussklappe erst nach Überwindung des Kraftschlusses möglich ist. Bei entspre¬ chender Dimensionierung der Stärke dieses Kraftschlusses (durch eine entsprechende Ausgestaltung der jeweils zweiten Kontaktmittel) ist es möglich, die Verriegelungsvorrichtung so auszugestalten, dass ein Benutzer der Ladeeinrichtung die Verschlussklappe bequem manuell schließen kann, indem er mit einer bestimmten Kraft die Verschlussklappe bewegt. Ohne eine derartige Interaktion des Benutzers bleibt die Verschluss¬ klappe jedoch in ihrem geöffneten Zustand, so dass diese nicht von einem Benutzer manuell offengehalten zu werden braucht.
Die Verriegelungsvorrichtung kann so ausgestaltet sein, dass bei der zweiten Hebelstellung der Sperrhebel und die Profil¬ scheibe voneinander getrennt sind.
Die Verriegelungsvorrichtung kann auch so ausgestaltet sein, dass bei der zweiten Hebelstellung das erste Kontaktmittel des Sperrhebels und das erste Kontaktmittel der Profilscheibe voneinander getrennt sind sowie das zweite Kontaktmittel des Sperrhebels und das zweite Kontaktmittel der Profilscheibe voneinander getrennt sind.
Bei diesen beiden Ausgestaltungen ist vorteilhaft, dass bei der zweiten Hebelstellung die mit der Profilscheibe verbun- dene Verschlussklappe durch einen Benutzer der Ladeeinrichtung manuell geöffnet oder geschlossen werden kann oder dass die Verschlussklappe (bei einer entsprechenden Festlegung ihres Schwerpunktes sowie ihrer Lagerung) selbsttätig vom ge- öffneten in den geschlossenen Zustand übergehen kann.
Die Verriegelungsvorrichtung kann auch so realisiert sein, dass das erste Kontaktmittel des Sperrhebels eine Nase
(Nocke) mit einer geradlinigen Flanke und das zweite Kontakt- mittel des Sperrhebels eine Nase (Nocke) mit einer abgerunde¬ ten und/oder abgeschrägten Flanke ist. Die Ausgestaltung des ersten Kontaktmittels des Sperrhebels als Nase mit einer gradlinigen Flanke erlaubt (im Zusammenwirken mit dem ersten Kontaktmittel der Profilscheibe) die Herstellung eines Form- Schlusses. Weiterhin erlaubt die Ausgestaltung des zweiten
Kontaktmittels des Sperrhebels als eine Nase mit einer abge¬ rundeten und/oder abgeschrägten Flanke (im Zusammenwirken mit dem zweiten Kontaktmittel der Profilscheibe) die Herstellung eines Kraftschlusses. Dabei kann dieser Kraftschluss so aus- gestaltet sein, dass das zweite Kontaktmittel der Profil¬ scheibe erst bei Überschreiten einer vorbestimmten Kraft über die abgerundete Flanke des zweiten Kontaktmittels des Sperr¬ hebels gleitet, so dass ab Überschreiten der vorbestimmten Kraft der Kraftschluss überwunden wird.
Die Verriegelungsvorrichtung kann auch so ausgestaltet sein, dass das erste Kontaktmittel und/oder das zweite Kontaktmit¬ tel der Profilscheibe jeweils eine Nase (Nocke) mit einer ge¬ radlinigen Flanke ist.
Die Verriegelungsvorrichtung kann weiterhin so ausgestaltet sein, dass das erste Kontaktmittel des Sperrhebels und das erste Kontaktmittel der Profilscheibe Verriegelungsmittel sind, die den Sperrhebel und die Profilscheibe formschlüssig miteinander verriegeln.
Die Verriegelungsvorrichtung kann auch so ausgestaltet sein, dass das zweite Kontaktmittel des Sperrhebels und das zweite Kontaktmittel der Profilscheibe Rastmittel sind, die den Sperrhebel und die Profilscheibe kraftschlüssig miteinander verrasten . Weiterhin kann die Verriegelungsvorrichtung ein Federelement aufweisen, das das erste Kontaktmittel und/oder das zweite Kontaktmittel des Sperrhebels in Richtung der Profilscheibe drückt. Mittels dieses Federelements wird sichergestellt, dass der Sperrhebel bei fehlenden äußeren Kräften zuverlässig in Richtung der Profilscheibe gedrückt wird, d. h. dass der Sperrhebel zuverlässig in der ersten Hebelstellung bleibt bzw. diese einnimmt.
Die Verriegelungsvorrichtung kann auch ein Abstützelement aufweisen, das den Sperrhebel entgegen der Federkraft des Fe¬ derelements abstützt. Mit diesem Abstützelement lassen sich vorteilhafterweise die Kräfte aufnehmen, welche (beispiels¬ weise durch einen Bediener der Ladeeinrichtung, welcher die Verschlussklappe öffnen oder schließen will) über die Ver- schlussklappe und die Profilscheibe auf den Sperrhebel ausge¬ übt werden.
Dabei kann die Verriegelungsvorrichtung so ausgestaltet sein, dass das Abstützelement mindestens eine erste Abstützfläche und mindestens eine zweite Abstützfläche aufweist, die so ausgestaltet sind, dass bei Abstützen des Sperrhebels an der ersten Abstützfläche der Sperrhebel die erste Hebelstellung einnimmt und dass bei Abstützen des Sperrhebels an der zwei¬ ten Abstützfläche der Sperrhebel die zweite Hebelstellung b einnimmt. Dadurch kann das Abstützelement vorteilhafterweise den Sperrhebel sowohl in der ersten Hebelstellung als auch in der zweiten Hebelstellung abstützen und in beiden Hebelstellungen Kräfte aufnehmen, die auf den Sperrhebel ausgeübt wer- den .
Die Verriegelungsvorrichtung kann weiterhin so ausgestaltet sein, dass das Abstützelement um eine Drehachse drehbar gela¬ gert ist und mit einer Antriebsvorrichtung in Wirkverbindung steht, welche das Abstützelement um die Drehachse dreht, wo¬ durch alternativ die erste Abstützflache oder die zweite Ab- stützfläche an dem Sperrhebel anliegt (und dabei den Sperrhe¬ bel abstützt) . Durch die Antriebsvorrichtung kann durch Drehen des Abstützelements der Sperrhebel in die erste Hebel- Stellung oder in die zweite Hebelstellung gebracht werden.
Mit anderen Worten wird mittels der Antriebsvorrichtung zwischen der ersten Hebelstellung des Sperrhebels und der zweiten Hebelstellung des Sperrhebels umgeschaltet. Die Verriegelungsvorrichtung kann weiterhin aufweisen: eine
Positionserkennungseinrichtung zum Erkennen, wann die Profilscheibe ihre erste Stellung verlassen hat. Dies ermöglicht vorteilhafterweise eine Überwachung der Bewegung der Profil¬ scheibe sowie eine automatische Ansteuerung der Antriebsvor- richtung, die zwischen der ersten Hebelstellung und der zweiten Hebelstellung des Sperrhebels umschaltet.
Weiterhin kann die Verriegelungsvorrichtung aufweisen: ein Dämpferelement zum Dämpfen der Drehbewegung der Profilscheibe um ihren Drehpunkt. Durch dieses Dämpferelement können vor¬ teilhafterweise ruckartige Bewegungen der Profilscheibe und damit auch ruckartige Bewegungen der mit der Profilscheibe verbundenen Verschlussklappe der Ladeeinrichtung verhindert werden . Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei¬ spielen näher erläutert. Dazu ist in Figur 1 in einer perspektivischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel einer Verriegelungsvorrichtung mit einer ersten Stellung der Profilscheibe und einer ersten Hebelstellung, in Figur 2 die Verriegelungsvorrichtung in der zweiten Stellung der Profilscheibe und der ersten Hebelstel¬ lung, in
Figur 3 ein vergrößerter Ausschnitt aus Figur 2, in
Figur 4 die Verriegelungsvorrichtung in der zweiten Stellung der Profilscheibe und der ersten Hebelstellung mit sichtbarem Abstützelement, in Figur 5 das Abstützelement, in
Figur 6 die Verriegelungsvorrichtung in der zweiten Stellung der Profilscheibe und der zweiten Hebelstel¬ lung, in
Figur 7 ein vergrößerter Ausschnitt aus Figur 6, in
Figur 8 ein vergrößerter Ausschnitt aus Figur 1 mit einer
Antriebsvorrichtung, in
Figur 9 eine perspektivische Darstellung eines weiteren
Ausführungsbeispiels der Verriegelungsvorrichtung und in Figur 10 eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Lade¬ einrichtung mit einer Verschlussklappe dargestellt.
In Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer Verschlussklappe 1 einer Ladeeinrichtung zum elektrischen Laden einer Fahrbatterie eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs sowie eine zu¬ gehörige Verriegelungsvorrichtung dargestellt. Die Verriege¬ lungsvorrichtung weist eine Trägerplatte 3 auf, welche die Mehrzahl der Teile der Verriegelungseinrichtung trägt. Auf der Trägerplatte 3 ist drehbar eine Profilscheibe 6 gelagert, welche um einen Drehpunkt 9 gedreht bzw. geschwenkt werden kann. Durch den Drehpunkt 9 verläuft eine nicht weiter darge¬ stellte Welle, welche die Profilscheibe 6 mit der Verschluss¬ klappe 1 der Ladeeinrichtung verbindet. Die Verschlussklappe 1 ist ebenfalls um die Welle 9 und damit um den Drehpunkt 9 drehbar gelagert, so dass bei einem Verschwenken/Drehen der Verschlussklappe 1 um den Drehpunkt 9 die Profilscheibe 6 winkelsynchron zur Verschlussklappe 1 mitgedreht wird. Die Verschlussklappe 1 ist also derart mit der Profilscheibe 6 verbunden, dass die Profilscheibe 6 winkelsynchron zur Verschlussklappe 1 mitgedreht wird.
Die Profilscheibe 6 weist ein erstes mechanisches Kontaktmit¬ tel 12 auf, welches im Ausführungsbeispiel als eine Nase (Nocke) ausgestaltet ist, wobei diese Nase eine geradlinige Flanke aufweist. Weiterhin weist die Profilscheibe 6 ein zweites mechanisches Kontaktmittel 15 auf, welches im Ausfüh¬ rungsbeispiel ebenfalls als eine Nase (Nocke) mit einer ge¬ radlinigen Flanke ausgestaltet ist. Die Profilscheibe 6 hat im Wesentlichen die Form eines Kreissegments, wobei das erste Kontaktmittel 12 und das zweite Kontaktmittel 15 jeweils am Ende des Kreisbogens des Kreissegments angeordnet ist. Die Profilscheibe 6 ist Das Kreissegment 6 ist mit einem Ende eines Dämpferelements 18 verbunden; das andere Ende des Dämp- ferelements 18 ist an der Trägerplatte 3 befestigt. Das Dämp¬ ferelement 18 ist im Ausführungsbeispiel als eine Gasdruckfe¬ der ausgestaltet. Das Dämpferelement 18 dient zum Dämpfen der Drehbewegung der Profilscheibe 6 um ihren Drehpunkt 9. Da- durch können vorteilhafterweise ruckartige Bewegungen der Profilscheibe und damit auch ruckartige Bewegungen der mit der Profilscheibe 6 verbundenen Verschlussklappe 1 gedämpft werden. Das Dämpferelement 18 ist optional, es kann in einem anderen Ausführungsbeispiel weggelassen werden.
Die Profilscheibe 6 steht in Wirkkontakt mit einem Sperrhebel 20. Der Sperrhebel ist um einen Drehpunkt 22 an der Träger¬ platte drehbar gelagert bzw. gehaltert. An einem Ende des Sperrhebels 20 ist ein erstes Kontaktmittel 25 des Sperrhe- bels angeordnet. Dieses erste Kontaktmittel 25 des Sperrhe¬ bels 20 ist im Ausführungsbeispiel als eine Nase (Nocke) mit einer geradlinigen Flanke ausgestaltet. Beabstandet und be¬ nachbart zu dem ersten Kontaktmittel 25 ist auf demselben He¬ belarm des Sperrhebels 20 ein zweites Kontaktmittel 28 des Sperrhebels 20 angeordnet. Dieses zweite Kontaktmittel 28 des Sperrhebels ist als eine Nase (Nocke) mit einer abgerundeten und abgeschrägten Flanke ausgestaltet. Das zweite Kontaktmit¬ tel 28 des Sperrhebels weist also eine abgerundete und abge¬ schrägte Kontur auf.
Das erste Kontaktmittel 25 des Sperrhebels 20 und das zweite Kontaktmittel 28 des Sperrhebels 20 sind an einem ersten He¬ belarm 29 des Sperrhebels 20 angeordnet. Neben dem ersten He¬ belarm 29 weist der Sperrhebel 20 einen zweiten Hebelarm 30 auf. Am freien Ende des zweiten Hebelarms 30 ist ein Feder¬ element 31 angeordnet.
Das Federelement 31 ist also an dem dem ersten Kontaktmittel 25 bzw. dem zweiten Kontaktmittel 28 gegenüberliegenden Ende des Sperrhebels 20 angeordnet und im Ausführungsbeispiel als eine Spiralfeder/Zugfeder ausgestaltet. Ein Ende des Federelements 31 ist mit dem Ende des Sperrhebels 20 verbunden, das andere Ende des Federelements 31 ist mittels eines Halte- winkels 33 an der Trägerplatte 3 befestigt.
Der zweite Hebelarm 30 des Sperrhebels 20 liegt an einem Ab¬ stützelement 36 an (vgl. Figur 4), welches in der Figur 1 durch ein Schaltelement 39 verdeckt ist. Das Schaltelement 39 ist mit dem dahinter liegenden Abstützelement 36 starr verbunden und um eine gemeinsame Drehachse 41 drehbar an der Trägerplatte 3 gelagert. An dem Schaltelement 39 greift eine Kolbenstange 45 einer Antriebsvorrichtung 48 an, wobei im Ausführungsbeispiel diese Antriebsvorrichtung 48 als ein sog. einfach wirkendes Stellglied ausgestaltet ist, beispielsweise als ein Hubmagnet mit einer Federrückstellung. Dieser Hubmagnet 48 benötigt für das Ausfahren der Kolbenstange 45 nur kurzfristig elektrische Energie (z.B. einen kurzen Stromim¬ puls) .
Das Schaltelement 39 ist im Ausführungsbeispiel so ausgestal¬ tet, dass es bei jedem Ausfahren der Kolbenstange 45 der An¬ triebsvorrichtung 48 um 45° im Uhrzeigersinn gedreht wird. Das Schaltelement 39 ist als ein Zahnrad mit acht Zähnen aus- gestaltet, welche jeweils um 45° versetzt an dem Zahnrad an¬ geordnet sind. Die Kolbenstange 45 greift bei ihrem Ausfahren jeweils in einen Zahn des Schaltelements 39 ein und verdreht bei der Ausfahrbewegung das Schaltelement 39 um 45° im Uhrzeigersinn. Danach bewegt die Federrückstellung die Kolben- Stange 45 wieder in ihre Ausgangslage zurück, die Kolben¬ stange wird in die Antriebsvorrichtung 48 zurückgezogen. Beim nächsten Ausfahren greift die Kolbenstange 45 in den nächsten Zahn des Schaltelements 39 ein und verdreht das Schaltelement 39 wieder um 45° im Uhrzeigersinn. Synchron mit dem Schalt- element 39 wird das dahinter liegende (in der Figur 1 nicht sichtbare) Abstützelement 36 mitgedreht (vgl. auch Figur 4) .
Die Verschlussklappe 1 ist in Figur 1 im geschlossenen und verriegelten Zustand dargestellt. Dabei nimmt die mit der Verschlussklappe 1 starr verbundene Profilscheibe 6 eine erste Stellung der Profilscheibe 6 ein. In dieser ersten Stellung der Profilscheibe 6 liegt das erste Kontaktmittel 12 (Nocke) der Profilscheibe 6 an dem ersten Kontaktmittel 25 (Nocke) des Sperrhebels 20 an. Das erste Kontaktmittel 12 der Profilscheibe 6 steht dabei formschlüssig mit dem ersten Kon¬ taktmittel 25 des Sperrhebels 20 in Kontakt, wodurch ein Dre¬ hen der Profilscheibe 6 (entgegen dem Uhrzeigersinn) und damit ein Drehen der Verschlussklappe 1 (entgegen dem Uhrzei- gersinn, was einem Öffnen der Verschlussklappe 1 entsprechen würde) unterbunden ist.
Der Sperrhebel 20 befindet sich in Figur 1 in einer ersten Hebelstellung. Diese erste Hebelstellung liegt vor, wenn eines der Kontaktmittel der Profilscheibe 6 mit einem der
Kontaktmittel des Sperrhebels 20 in Kontakt steht. Der Sperr¬ hebel 20 kann weiterhin eine zweite Hebelstellung einnehmen, bei der der Sperrhebel 20 und die Profilscheibe 6 voneinander getrennt sind. Bei der zweiten Hebelstellung ist insbesondere das erste Kontaktmittel 25 des Sperrhebels 20 von dem ersten Kontaktmittel 12 der Profilscheibe 6 sowie das zweite Kon¬ taktmittel 28 des Sperrhebels 20 von dem zweiten Kontaktmit¬ tel 15 der Profilscheibe 6 getrennt. Diese zweite Hebelstel¬ lung des Sperrhebels 20 ist in den Figuren 5 und 6 darge- stellt.
Weiterhin sind in der Figur 1 eine erste Positionserkennungs- einrichtung 52, eine zweite Positionserkennungseinrichtung 54 und eine dritte Positionserkennungseinrichtung 56 darge- stellt. Bei den Positionserkennungseinrichtungen handelt sich im Ausführungsbeispiel jeweils um Drucktaster, mit welchen die Position von mechanisch beweglichen Teilen erkannt werden kann. Die erste Positionserkennungseinrichtung 52 ist so an- geordnet, dass diese von einem auf der Profilscheibe 6 ange¬ ordneten Betätigungswinkel 57 betätigt wird. Sobald die Pro¬ filscheibe 6 die in der Figur 1 dargestellte erste Stellung verlässt (weil im Ausführungsbeispiel die Profilscheibe 6 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird) , entfernt sich der Betätigungswinkel 57 von der ersten Positionserkennungseinrichtung 52; dieses Entfernen wird mittels eines federnd ge¬ lagerten Kontaktstößels der ersten Positionserkennungseinrichtung 52 erkannt. Somit kann mittels der ersten Positions¬ erkennungseinrichtung 52 erkannt werden, wann die Profil- Scheibe 6 ihre erste Stellung verlassen hat.
Mittels der zweiten Positionserkennung 54 wird erkannt, ob sich der Sperrhebel 20 in seiner ersten Hebelstellung oder in seiner zweiten Hebelstellung befindet. Wenn sich der Sperrhe- bei 20 in seiner zweiten Hebelstellung befindet, wie in Figur 6 dargestellt ist, dann wird ein Kontaktstößel der zweiten Positionserkennungseinrichtung 54 eingedrückt und somit ein elektrischer Kontakt ausgelöst. Die dritte Positionserkennungseinrichtung 56 ist so angeordnet, dass diese von dem Betätigungswinkel 57 der Profil¬ scheibe 6 betätigt wird, wenn sich die Profilscheibe 6 in ihrer zweiten Stellung befindet (diese zweite Stellung ist in Figur 2 dargestellt) . Die zweite Positionserkennungseinrich- tung 54 sowie die dritte Positionserkennungseinrichtung 56 sind optional. Sie können in anderen Ausführungsbeispielen auch weggelassen werden. In Figur 2 ist die Verschlussklappe 1 in ihrer geöffneten (d. h. entgegen dem Uhrzeigersinn verschwenkten/verdrehten) und verrasteten Stellung dargestellt. Bei geöffneter Verschlussklappe 1 nimmt die Profilscheibe 6 ihre zweite Stellung ein, die in der Figur 2 dargestellt ist. Der Sperrhebel 20 befin¬ det sich in seiner ersten Hebelstellung. Bei der zweiten Stellung der Profilscheibe 6 und bei der ersten Hebelstellung des Sperrhebels 20 stehen das zweite Kontaktmittel 15 der Profilscheibe 6 und das zweite Kontaktmittel 28 des Sperrhe- bels 20 kraftschlüssig miteinander in Kontakt (Verrastung) . Dadurch ist ein Drehen der Profilscheibe 6 im Uhrzeigersinn und damit ein Schließen der Verschlussklappe 1 im Uhrzeigersinn erst nach Überwindung dieses Kraftschlusses (d.h. nach Überwindung der Reibkraft) möglich.
Das Öffnen der Verschlussklappe 1 ist in der Figur 2 durch einen Pfeil 200 entgegen dem Uhrzeigersinn und das Schließen der Verschlussklappe durch einen Pfeil 210 im Uhrzeigersinn symbolisch dargestellt.
In Figur 3 ist ein vergrößerter Ausschnitt der Figur 2 dargestellt. Dabei ist gut zu erkennen, wie das zweite Kontaktmit¬ tel 15 der Profilscheibe 6 und das zweite Kontaktmittel 28 des Sperrhebels 20 kraftschlüssig miteinander in Kontakt tritt bzw. stehen. Das zweite Kontaktmittel 15 der Profil¬ scheibe 6 ist als eine Nase mit gerade Flanke ausgestaltet, während das zweite Kontaktmittel 28 des Sperrhebels 20 als eine Nase mit verrundeter und abgeschrägter Flanke und ebensolcher Kontur ausgestaltet ist. Durch diese verrundete und abgeschrägte Flanke bzw. Kontur wird erreicht, dass - sobald die Profilscheibe unter Überwindung einer von den Reibverhältnissen an der Berührungsstelle der Kontaktmittel abhängi¬ gen Kraft in Richtung des Uhrzeigersinns gedrückt wird - das zweite Kontaktmittel 15 der Profilscheibe 6 über das zweite Kontaktmittel 28 des Sperrhebels 20 hinweg gleitet und die Verschlussklappe 1 z. B. manuell geschlossen werden kann.
In Figur 4 ist die Verriegelungsvorrichtung ohne das Schalt- element 39 dargestellt, so dass das dahinter liegende (starr mit dem Schaltelement 39 verbundene) Abstützelement 36 sicht¬ bar ist. Dieses Abstützelement 36 ist als eine Scheibe aus¬ gestaltet, welche die Grundform eines Quadrates aufweist, bei dem alle vier Ecken abgeflacht sind. Mit anderen Worten hat das Abstützelement 36 die Form eines unregelmäßigen Achtecks, welches als Außenkontur jeweils abwechselnd eine erste Ab- stützfläche 405 und eine zweite Abstützflache 410 aufweist (vgl. auch Figur 5) . Im Ausführungsbeispiel weist das Ab¬ stützelement 36 vier erste Abstützflachen 405 und vier zweite Abstützflächen 410 auf. Dabei sind die Ecken der quadrati¬ schen Scheibe so abgeflacht, dass die erste Abstützfläche 405 eine größere Fläche aufweist als die zweite Abstützfläche 410. In Figur 4 ist der Schaltzustand dargestellt, dass eine der vier ersten Abstützflächen 405 an den zweiten Hebelarm 30 des Sperrhebels 20 anliegt und diesen Sperrhebel entgegen der Kraft des Federelements 31 abstützt. Dabei befindet sich der Sperrhebel 20 in der ersten Hebelstellung. Dabei besteht eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Abstützelement 36 und dem Sperrhebel 20. Das Federelement 31 unterstützt den Form- schluss zwischen der ersten Abstützfläche 405 des Abstützele¬ ments 36 und dem zweiten Hebelarm 30 des Sperrhebels 20.
In Figur 5 ist das um die Drehachse 41 drehbar gelagerte Ab¬ stützelement 36 in einer Ansicht von vorn dargestellt. Dabei stellen die vier Seitenflächen 405 die vier ersten Abstützflächen 405 und die vier Eckflächen 410 die vier zweiten Abstützflächen 410 dar. In Figur 6 ist der Schaltzustand dargestellt, bei dem das Ab¬ stützelement 36 gegenüber der Figur 4 von der Antriebsvorrichtung 48 um 45° im Uhrzeigersinn weitergedreht worden ist. Nun liegt eine der zweiten Abstützflachen (Eckflächen) 410 des Abstützelements 36 an dem zweiten Hebelarm 30 des Sperr¬ hebels 20 an und stützt diesen ab. Das Federelement 31 unter¬ stützt diesen Formschluss zwischen Abstützelement 36 und Sperrhebel 20. Beim Drehen des Abstützelements um 45° wurde der Sperrhebel 20 in seine zweite Hebelstellung (d. h. in die entriegelte Stellung) gebracht; der Sperrhebel wurde im Ausführungsbei¬ spiel um einige Grad im Uhrzeigersinn um seinen Drehpunkt 22 gedreht. In dieser zweiten Hebelstellung sind der Sperrhebel 20 und die Profilscheibe 6 voneinander getrennt. Die Ver¬ schlussklappe 1 nimmt in Figur 6 den geöffneten und entrie¬ gelten Zustand ein, sie kann jetzt durch einen Benutzer manuell geöffnet oder geschlossen werden. In Figur 7 ist besonders deutlich zu erkennen, dass bei der zweiten Hebelstellung des Sperrhebels 20 das zweite Kontakt¬ mittel 15 der Profilscheibe 6 von dem zweiten Kontaktmittel 28 des Sperrhebels 20 getrennt ist. In Figur 8 ist noch einmal in vergrößerter Darstellung die
Antriebsvorrichtung 48 dargestellt, deren Kolbenstange 45 in einen Zahn des Zahnrades eingreift, welches im Ausführungs¬ beispiel das Schaltelement 39 bildet. Die Kolbenstange 45 ist im eingefahrenen Zustand mittels einer durchgehenden Linie 45 sowie im ausgefahrenen Zustand mittels einer gestrichelten Linie 80 dargestellt. Ein einzel¬ ner Hub der Kolbenstange (d. h. ein Ausfahren und wieder Einfahren der Kolbenstange) dreht das Schaltelement 39 und das Abstützelement 36 um 45° im Uhrzeigersinn. Die danach durch den Sperrhebel 20 eingenommene Hebelstellung ist statisch stabil und kann nur durch einen erneuten Hub der Antriebsvorrichtung, d. h. durch ein erneutes Aus- und Einfahren der Kolbenstange der Antriebsvorrichtung, in die jeweils andere Hebelstellung überführt werden.
Im Folgenden soll die Funktionsweise der Verriegelungsvor- richtung noch einmal zusammengefasst dargestellt werden. In
Figur 1 ist also die erste Stellung der Profilscheibe 6 sowie die erste Hebelstellung des Sperrhebels 20 dargestellt. Dabei ist die Verschlussklappe 1 der Ladeeinrichtung geschlossen. Das erste Kontaktmittel 12 der Profilscheibe 6 liegt form- schlüssig an dem ersten Kontaktmittel 25 des Sperrhebels 20 an, die beiden Kontaktmittel stehen formschlüssig miteinander in Kontakt. Dadurch wird ein Schwenken der Verschlussklappe 1 nach oben (entgegen dem Uhrzeigersinn) verhindert. Mit anderen Worten bildet das erste Kontaktmittel 25 des Sperrhebels 20 und das erste Kontaktmittel 12 der Profilscheibe 6 Verrie¬ gelungsmittel, welche den Sperrhebel 20 und die Profilscheibe 6 formschlüssig miteinander verriegeln.
Wenn ein Öffnen der Verschlussklappe 1 ermöglicht werden soll (beispielsweise nachdem sich ein Benutzer der Ladeeinrichtung erfolgreich authentifiziert hat) , dann wird durch die An¬ triebsvorrichtung 48 die Kolbenstange 45 einmal ausgefahren und danach wieder eingefahren bzw. zurückgezogen. Dadurch wird das Schaltelement 39 und das daran befestigte Abstütz- element 36 um 45° im Uhrzeigersinn gedreht. Das Abstützele¬ ment 36 gerät dadurch also von der in Figur 4 dargestellten Lage in die in Figur 6 dargestellten Lage: Es erfolgt ein Übergang vom Abstützen des Sperrhebels 20 mittels der ersten Abstützflache (ähnlich wie in Figur 4 dargestellt) zum Ab- stützen des Sperrhebels 20 mittels der zweiten Abstützflache des Abstützelements 36 (ähnlich wie in Figur 6 dargestellt) . Dadurch erfolgt ein Übergang des Sperrhebels 20 von der ers¬ ten Hebelstellung in die zweite Hebelstellung. Dadurch ent- fernt sich das erste Kontaktmittel 25 des Sperrhebels 20 von dem ersten Kontaktmittel 12 der Profilscheibe 6; der form¬ schlüssige Kontakt zwischen den ersten Kontaktmitteln 25 und 12 wird aufgehoben. Daraufhin kann die Verschlussklappe 1 von einem Benutzer der Ladeeinrichtung manuell geöffnet werden. Dabei bewegt sich die Profilscheibe 6 entgegen dem Uhrzeiger¬ sinn in ihre zweite Stellung.
Wenn die Profilscheibe 6 sich entgegen dem Uhrzeigersinn dreht und ihre erste Stellung verlässt, dann wird dies mit- tels der ersten Positionserkennungseinrichtung 52 erkannt. Auf ein Signal der ersten Positionserkennungseinrichtung 52 hin wird die Antriebsvorrichtung 48 erneut eingeschaltet, so dass diese mittels ihrer Kolbenstange 45 das Schaltelement 39 und das mit diesem verbundenen Abstützelement 36 um 45° im Uhrzeigersinn dreht. Dadurch gelangt das Abstützelement 36 wieder in eine Stellung ähnlich der in Figur 4 dargestellten, bei der eine der ersten Abstützflächen den Sperrhebel 20 abstützt. Dadurch geht der Sperrhebel 20 wieder in seine erste Hebelstellung über.
Bei geöffneter Verschlussklappe 1 liegt jetzt das zweite Kon¬ taktmittel 15 der Profilscheibe am zweiten Kontaktmittel 28 des Sperrhebels 20 an. Beide zweite Kontaktmittel treten kraftschlüssig miteinander in Kontakt (Reibschluss ) . So lange (abgesehen von der Gewichtskraft) keine Kraft auf die Ver¬ schlussklappe 1 einwirkt, bleibt dieser kraftschlüs¬ sige/reibschlüssige Kontakt erhalten, so dass die Verschluss¬ klappe 1 in ihre offenen Stellung verbleibt. Dieser Zustand ist in Figur 2 dargestellt. Erst wenn ein Benutzer der Ladeeinrichtung unter Überschreiten einer bestimmten Schwellkraft die Verschlussklappe 1 in Richtung des Uhrzeigersinns zudrückt, dann wird der Kraft- schluss zwischen dem zweiten Kontaktmittel 15 und dem zweiten Kontaktmittel 28 überwunden, so dass das zweite Kontaktmittel 15 an dem zweiten Kontaktmittel 28 vorbei gleitet und die Verschlussklappe 1 in den geschlossenen Zustand übergeht. Schließlich gleitet auch das erste Kontaktmittel 12 der Pro- filscheibe 6 an den ersten Kontaktmittel 25 des Sperrhebels 20 vorbei, so dass die Profilscheibe 6 wieder die in Figur 1 gezeigte erste Stellung einnimmt. Die Verschlussklappe 1 wird dann wieder durch den Formschluss zwischen dem ersten Kontaktmittel 12 der Profilscheibe 6 und dem ersten Kontaktmit- tel 25 des Sperrhebels 20 in der geschlossenen Stellung verriegelt .
Durch das Zusammenwirken des drehbaren Schaltelements 39, des drehbaren Abstützelements 36 und des Sperrhebels 20 werden zwei statisch stabile Schaltpositionen (erste Hebelstellung, zweite Hebelstellung) des Sperrhebels 20 erreicht. Insbeson¬ dere bei der ersten Hebelstellung können durch den Formschluss zwischen Abstützelement und Sperrhebel hohe Kräfte aufgenommen werden. Der Wechsel zwischen den beiden Schaltpo- sitionen erfolgt durch Drehen des Schaltelements 39 und des Abstützelements 36 um 45°. Für diese Drehbewegung ist nur eine geringe Kraft/Leistung erforderlich, welche unter geringem Energieaufwand von der Antriebsvorrichtung bereitgestellt werden kann.
In Figur 9 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Verrie¬ gelungsvorrichtung dargestellt. In dem dargestellten Zustand ist die Verschlussklappe geschlossen und verriegelt. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von der bisher be- schriebenen Verriegelungsvorrichtung im Wesentlichen dadurch, dass der Sperrhebel 900 nicht gekröpft, sondern geradlinig ausgeführt ist und dass die zweite Positionserkennungseinheit 905 an dem zweiten Hebelarm 910 des Sperrhebels angeordnet ist. Außerdem ist als Antriebsvorrichtung 920 ein zweifach wirkendes Stellglied (z. B. ein Servomotor) eingesetzt. Diese Verriegelungsvorrichtung benötigt kein zahnradförmiges
Schaltelement. Vielmehr greift die Kolbenstange 930 an einem kombinierten Abstütz- und Schaltelement 940 an. Das Abstütz- und Schaltelement 940 ist um eine Drehachse 950 gelagert und weist nur eine erste Abstützflache und eine zweite Abstütz- fläche 960 auf. Bei der in Figur 9 dargestellten Hebelstel¬ lung liegt die erste Abstützflache an dem Sperrhebel 900 an und stützt den Sperrhebel in dessen ersten Hebelstellung ab. Der Sperrhebel 900 ist dann mit der Profilscheibe 6 form¬ schlüssig verriegelt. Zum Umschalten von der ersten Hebel¬ stellung in die zweite Hebelstellung fährt die Kolbenstange 930 der Antriebsvorrichtung 920 einmal aus und wieder ein und dreht das Abstütz- und Schaltelement 940 im Uhrzeigersinn um die Drehachse 950. Dadurch stützt die zweite Abstützfläche
960 den Sperrhebel 20 ab, wodurch dieser in seine zweite He¬ belstellung gebracht wird. In dieser Hebelstellung ist - ähnlich wie in Figur 7 dargestellt - der Sperrhebel 900 von der Profilscheibe 6 getrennt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel erfolgt der Wechsel zwischen den zwei statisch stabilen Schaltpositionen (erste Hebelstellung, zweite Hebelstellung) des Sperrhebels 900 durch Schwenken des Schalt- und Abstützelements 940 um dessen Drehachse 950. Für diese Schwenkbewegung ist nur eine geringe
Kraft/Leistung erforderlich, welche unter geringem Energieaufwand von der Antriebsvorrichtung 920 bereitgestellt werden kann . In Figur 10 ist eine dreidimensionale Außenansicht einer La¬ deeinrichtung 1000 dargestellt, welche die Verschlussklappe 1 aufweist. Die Verschlussklappe 1 ist hier in ihrem geschlos¬ senen Zustand dargestellt, in welchem sie mittels des ersten Kontaktmittels 25 des Sperrhebels und des ersten Kontaktmit¬ tels 12 der Profilscheibe formschlüssig verriegelt ist. Am unteren Ende der Verschlussklappe 1 ist eine Öffnung angeord- net, durch die auch im geschlossenen Zustand der Verschluss¬ klappe ein Ladekabel 1010 die Ladeeinrichtung verlassen kann. Mittels dieses Ladekabels 1010 kann elektrische Energie zu einer nur schematisch dargestellten Fahrbatterie 1020 eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs 1030 transportiert werden.
Es wurde eine Verriegelungsvorrichtung für eine Verschlussklappe einer Ladeeinrichtung beschrieben, welche eine Reihe von Vorteilen aufweist. Im geschlossenen Zustand wird die Verschlussklappe formschlüssig verriegelt, so dass sie nicht manuell geöffnet werden kann. Im geöffneten Zustand wird die Verschlussklappe durch einen Kraftschluss zwischen den zwei¬ ten Kontaktmitteln der Profilscheibe und des Sperrhebels selbständig offengehalten, bis die Verschlussklappe (z. B. von einem Benutzer) unter Überwindung des Kraftschlusses ge- schlössen wird. Die drei Betriebszustände „verriegelt" (erste Stellung der Profilscheibe, erste Hebelstellung) , „entrie¬ gelt" (zweite Hebelstellung) und „geöffnet" (zweite Stellung der Profilscheibe, erste Hebelstellung) sind statisch stabil, d. h. ohne weitere Energiezuführung zur Antriebsvorrichtung werden die jeweiligen Betriebszustände zeitlich unbegrenzt beibehalten. Dadurch wird zum einen eine komfortable Bedienung für einen Benutzer erreicht; es ist z.B. eine Einhandbe- dienung der Ladeeinrichtung möglich, weil z. B. die Verschlussklappe im geöffneten Zustand nicht durch den Benutzer offengehalten zu werden braucht. Daher kann der Benutzer mit lediglich einer Hand einen Stecker des Ladekabels in eine korrespondierende Buchse der Ladeeinrichtung einstecken. Zum anderen werden durch die Verschlussklappe im verriegelten Zustand die dahinter verborgenen Komponenten (Buchse und ähnliches) zuverlässig geschützt.

Claims

Patentansprüche
1. Verriegelungsvorrichtung für eine Verschlussklappe (1) einer Ladeeinrichtung zum elektrischen Laden einer Fahrbatte- rie (1020) eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs (1030), mit
- einer Profilscheibe (6), welche derart mit der Verschluss¬ klappe (1) verbindbar ist, dass bei einem Öffnen oder
Schließen der Verschlussklappe (1) die Profilscheibe (6) um einen Drehpunkt (9) gedreht wird, wobei die Profilscheibe bei geschlossener Verschlussklappe eine erste Stellung und bei geöffneter Verschlussklappe eine zweite Stellung ein¬ nimmt, und
- einem Sperrhebel (20), der eine erste Hebelstellung und eine zweite Hebelstellung einnehmen kann,
- wobei bei der ersten Stellung der Profilscheibe (6) und der ersten Hebelstellung ein erstes Kontaktmittel (12) der Profilscheibe (6) und ein erstes Kontaktmittel (25) des Sperrhe¬ bels (20) formschlüssig miteinander in Kontakt stehen, und - wobei bei der zweiten Stellung der Profilscheibe (6) und der ersten Hebelstellung ein zweites Kontaktmittel (15) der Profilscheibe (6) und ein zweites Kontaktmittel (28) des Sperrhebels (20) kraftschlüssig miteinander in Kontakt ste¬ hen .
2. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
- bei der zweiten Hebelstellung der Sperrhebel (20) und die Profilscheibe (6) voneinander getrennt sind.
3. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
- bei der zweiten Hebelstellung das erste Kontaktmittel (25) des Sperrhebels (20) und das erste Kontaktmittel (12) der Profilscheibe (6) voneinander getrennt sind sowie das zweite Kontaktmittel (28) des Sperrhebels (20) und das zweite Kon¬ taktmittel (15) der Profilscheibe (6) voneinander getrennt sind .
4. Verriegelungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- das erste Kontaktmittel (25) des Sperrhebels (20) eine Nase (20) mit einer geradlinigen Flanke und das zweite Kontaktmit- tel (28) des Sperrhebels (20) eine Nase (28) mit einer abge¬ rundeten Flanke ist.
5. Verriegelungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- das erste Kontaktmittel (12) und/oder das zweite Kontakt¬ mittel (15) der Profilscheibe (6) jeweils eine Nase (12,15) mit einer geradlinigen Flanke ist.
6. Verriegelungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden An- Sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- das erste Kontaktmittel (25) des Sperrhebels (20) und das erste Kontaktmittel (12) der Profilscheibe (6) Verriegelungs¬ mittel sind, die den Sperrhebel (20) und die Profilscheibe (6) formschlüssig miteinander verriegeln.
7. Verriegelungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- das zweite Kontaktmittel (28) des Sperrhebels (20) und das zweite Kontaktmittel (15) der Profilscheibe (6) Rastmittel sind, die den Sperrhebel (20) und die Profilscheibe (6) kraftschlüssig miteinander verrasten.
8. Verriegelungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch - ein Federelement (31), das das erste Kontaktmittel (25) und/oder das zweite Kontaktmittel (28) des Sperrhebels (20) in Richtung der Profilscheibe (6) drückt.
9. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch
- ein Abstützelement (36), das den Sperrhebel (20) entgegen der Federkraft des Federelements (31) abstützt.
10. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass
- das Abstützelement (36) mindestens eine erste Abstützflache (405) und mindestens eine zweite Abstützflache (410) auf¬ weist, die so ausgestaltet sind, dass bei Abstützen des
Sperrhebels (20) an der ersten Abstützflache (405) der Sperr¬ hebel (20) die erste Hebelstellung einnimmt und dass bei Ab¬ stützen des Sperrhebels (20) an der zweiten Abstützflache (410) der Sperrhebel (20) die zweite Hebelstellung einnimmt.
11. Verriegelungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- das Abstützelement (36) um eine Drehachse (41) drehbar ge¬ lagert ist und mit einer Antriebsvorrichtung (48) in Wirkverbindung steht, welche das Abstützelement (36) um die Dreh- achse (41) dreht, wodurch alternativ die erste Abstützflache (405) oder die zweite Abstützflache (410) an dem Sperrhebel (20) anliegt.
12. Verriegelungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch
- eine Positionserkennungseinrichtung (52) zum Erkennen, wann die Profilscheibe (6) ihre erste Stellung verlassen hat.
13. Verriegelungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch
- ein Dämpferelement (18) zum Dämpfen der Drehbewegung der Profilscheibe (6) um ihren Drehpunkt (9) .
EP11704597.1A 2011-02-14 2011-02-14 Verriegelungsvorrichtung für eine verschlussklappe Withdrawn EP2675640A1 (de)

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