EP4255767A1 - Ladevorrichtung für ein kraftfahrzeug - Google Patents

Ladevorrichtung für ein kraftfahrzeug

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Publication number
EP4255767A1
EP4255767A1 EP21827176.5A EP21827176A EP4255767A1 EP 4255767 A1 EP4255767 A1 EP 4255767A1 EP 21827176 A EP21827176 A EP 21827176A EP 4255767 A1 EP4255767 A1 EP 4255767A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
locking
charging socket
latching
counter
locking unit
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.)
Pending
Application number
EP21827176.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Tim SONNENSCHEIN
Benjamin DJEDOVIC
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.)
Kiekert AG
Original Assignee
Kiekert AG
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 Kiekert AG filed Critical Kiekert AG
Publication of EP4255767A1 publication Critical patent/EP4255767A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/62—Means for facilitating engagement or disengagement of coupling parts or for holding them in engagement
    • H01R13/639—Additional means for holding or locking coupling parts together, after engagement, e.g. separate keylock, retainer strap
    • 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
    • B60L2270/00—Problem solutions or means not otherwise provided for
    • B60L2270/30—Preventing theft during charging
    • B60L2270/32—Preventing theft during charging of electricity
    • 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
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    • 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
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    • 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 an electric charging device for a motor vehicle, with a locking unit and a charging socket, the locking unit having a motor drive for adjusting a locking element, the locking element also being provided for releasably locking a charging plug in the charging socket, and the locking unit and the Charging socket are detachably connected to each other via at least two connection tools.
  • Electrical charging devices for a motor vehicle are used to supply accumulators in the motor vehicle with electrical energy. This applies in particular to accumulators of electric or hybrid motor vehicles.
  • a charging infrastructure is used, which typically includes charging stations that provide the necessary electrical energy.
  • the charging plug on the charging station side is generally coupled to the charging socket on the motor vehicle side and locked in a releasable manner. The locking element ensures this.
  • Locking using the locking element is necessary, for example, to avoid health risks, since high voltage is generally used at this point.
  • the lock ensures that only previously identified and authorized users lawfully draw the electrical energy provided by the charging station and misuse is prevented. For this reason, before such a loading process, the operator is usually identified and an authorization check is carried out by exchanging an identification signal made, as is basically described in WO 2010/149426 A1.
  • a locking device which, in connection with a plug, ensures a charging plug lock.
  • a locking device is equipped with a locking bolt that can engage in a charging connector in a detachable manner.
  • a housing of the locking device consists of two housing halves, which are fastened to one another via clip connections made of resilient tabs and wedge-shaped projections that mechanically interact with them.
  • a locking system for a charging plug is described in DE 10 2015 108 831 A1.
  • a blocking element or locking element is realized, which is accommodated in an adapter element.
  • a transmission element is arranged between the adapter element and a locking drive, which transfers the movement force generated by the locking drive to the blocking element.
  • the adapter element is designed in at least 2 parts and has a base element and a bayonet connection. That is, in the prior art, the charging socket on the one hand and the locking unit on the other hand are generally firmly mechanically connected to one another, for example by means of screws.
  • the locking unit or a locking actuator there is combined with an associated charging socket, among other things, by means of joining and/or connecting aids, which are addressed in claim 8.
  • the connecting aids are used to couple the associated housing of the locking actuator on the one hand and the charging socket on the other. Further details with regard to the connection tools remain open.
  • the state of the art has basically proven itself in terms of the self-sufficient and modular design of the locking unit or the locking actuator with the locking element that can be acted upon on the one hand and the charging socket on the other hand. As a result, both elements or units can be placed variably in the area of a body opening accommodating the charging socket and assembly is simplified overall in this area.
  • the invention is based on the technical problem of further developing such an electric charging device for a motor vehicle in such a way that assembly is simplified and, in particular, subsequent revisions or the replacement of individual components can be carried out without any problems.
  • a generic electrical charging device for a motor vehicle is characterized within the scope of the invention in that the two connecting aids for detachably coupling the locking unit to the charging socket are designed as a latching element and counter-latching element.
  • the invention expressly does not rely on a permanent coupling between the locking unit on the one hand and the charging socket on the other. Rather, according to the invention, the locking unit and the charging socket are releasably connected to one another, namely by resorting to the latching element and the counter-latching element. i.e., the detachable connection is a detent. Such a detent can easily be canceled again, for example in order to replace or revise the locking unit.
  • the assembly of the locking unit on the charging socket is simplified according to the invention, because only the locking connection between the locking element and the counter-locking element has to be made and complicated screw connections are eliminated.
  • the snap-in connection can be made without tools, for example manually by an assembly worker. Finally, there is no need to store and supply the screws that are not required separately. This is where the main advantages can be seen.
  • the locking element is arranged on the charging socket and the counter-locking element is arranged on the locking unit, or vice versa. That is to say, it is also possible to proceed in such a way that the counter-locking element is located on the charging socket, whereas the locking element is realized on the locking unit.
  • several latching elements/counter-latching elements are provided in order to provide a tilt-proof and tilt-free connection of the locking unit to the charging socket. A pair of latching elements and counter-latching elements have typically proven to be favorable here.
  • the latching element and the counter-latching element advantageously each represent an integral part of a charging socket housing on the one hand and a locking unit housing on the other hand.
  • the housings in question were generally plastic housings that can be produced in a plastic injection molding process. Because the locking element and the counter-locking element are each formed as an integral part of the housing in question, both the locking element and the counter-locking element can be integrated into the plastic injection molding process for the housing in question, so that their manufacture and definition is particularly cost-effective.
  • the invention proposes designing the counter-locking element as a locking spring and the locking element as a locking pin interacting with the locking spring.
  • the detent spring can be part of a detent receptacle for the detent pin.
  • the locking pin is inserted into the locking receptacle and the locking spring as part of the locking receptacle in conjunction with a locking hook in or on the locking pin ensures the desired locking connection.
  • the reverse procedure can also be used.
  • the detent spring is part of the detent pin, whereas the detent hook is realized in the detent receptacle.
  • both the latching spring and the latching hook as well as the latching receptacle and the latching pin can be integrated as integral components of the charging socket housing on the one hand and the locking unit housing on the other hand in the respective manufacturing process for the housing in the course of plastic injection molding.
  • the latching receptacle and the latching pin are essentially rectangular in cross section. Due to the rectangular and corresponding design of the locking receptacle and the locking pin in cross section, both elements can engage without tilting and ensure a non-rotatable and aligned coupling of the locking unit with the charging socket.
  • the latching receptacle is usually designed as a cuboid pot receptacle, ie defines a cuboid pot. Consequently, the locking pin is a square locking pin.
  • the cuboid pot receptacle on the one hand and the cuboid locking pin on the other hand are adapted to each other in terms of size and their respective contour and cross-sectional design in order to be able to enter into the desired detachable locking connection with one another.
  • the detent spring is usually a wall component of the previously mentioned square pot receptacle.
  • the wall component of the square pot receptacle is usually a wall component pointing outwards, ie one that is accessible from the outside.
  • Such an expression is recommended in the event that the detent spring is equipped with a dismantling element.
  • the detent spring can be removed from the detent pin or the detent hook arranged on the detent pin with the aid of the dismantling element, and the detent connection between the locking unit and the charging socket can be easily canceled and released.
  • the disassembly element is usually a disassembly tab connected to the detent spring.
  • This dismantling tab can easily be applied manually by an assembly worker in order to release the latching connection between the locking unit and the charging socket.
  • the dismantling tab generally has an access opening into which, for example, a screwdriver, a rod or another generally accessible or existing tool can be inserted. That is, according to the invention, no special tool is required to release the locking connection between the locking unit and the charging socket.
  • a seal interposed between the locking unit and the charging socket is usually a rubber seal or elastomer seal that performs two functions.
  • the seal ensures that any gap between the locking unit and the charging socket is sealed against environmental influences. This is important insofar as the locking element is moved back and forth in this area and penetrating dirt or moisture could disrupt the functioning of the locking element. All the more so since the locking element is typically made of plastic.
  • the detachable locking connection between the locking unit and the charging socket is kept under tension when installed with the rubber seal in order to compensate for any play between, for example, the locking spring and the locking hook or the locking receptacle and the locking hook. In addition, of course, it also provides a sealing effect.
  • an electric charging device for a motor vehicle is made available which has advantages over the prior art in terms of manufacturing technology, assembly technology and noise technology.
  • the assembly is considerably simplified by the detachable latching connection between the locking unit and the charging socket and also opens up the possibility of disassembly and revision.
  • the assembly and production is simplified compared to the prior art, because no additional screw is required, consequently screws do not (any longer) have to be stored and assembled.
  • Fig. 1 shows the electrical charging device according to the invention schematically
  • FIG. 2 shows a detail from FIG. 1 looking in the direction X.
  • an electrical charging device for a motor vehicle is shown.
  • the charging device is essentially made in two parts and has a locking unit 1 and a charging socket 2.
  • the locking unit 1 and the charging socket 2 are each modular and self-sufficient, that is to say independent of one another.
  • the locking unit 1 and the charging socket 2 are combined with one another during operation and are shown in FIG. 1 in a separate position in an exploded view.
  • the combination of the locking unit 1 with the charging socket 2 is indicated by a double arrow in FIG.
  • Both the locking unit 1 and the charging socket 2 each have a housing 3, 4 made of plastic, namely a locking unit housing 3 on the one hand and a charging socket housing 4 on the other.
  • the locking unit 1 is equipped on the inside with a motor drive, not shown, for adjusting a locking element 5 .
  • the locking element 5 is a locking pin made of plastic, with the help of which a charging plug 6 plugged into the charging socket 2 can be releasably locked in the charging socket 2 . This applies in any case in the assembled or combined state of the locking unit 1 on the one hand and the charging socket 2 on the other hand.
  • the motor drive for the locking element 5 may generally be constructed and work as is the case in the generic prior art according to DE 10 2018 114 205 A1 is described in detail.
  • the locking unit 1 and the charging socket 2 are detachably connected to one another via at least two connection aids 7, 8.
  • the two connecting aids 7, 8 are each a latching element 7 and a counter-latching element 8.
  • a pair of latching element 7 and counter-latching element 8 is provided. That is, there are two locking elements 7 and two counter-locking elements 8 each on the edge of their associated housing 4, 3.
  • the counter-locking element 8 is designed as a locking receptacle 8. In this way, the locking unit 1 on the one hand and the charging socket 2 on the other hand are coupled to one another by a detachable latching connection.
  • the releasable latching connection can be released again if necessary, as will be explained in more detail below.
  • the design according to the exemplary embodiment is such that the locking element 7 is arranged on the charging socket 2 and the counter-locking element 8 is arranged on the locking unit 1 .
  • the reverse procedure can also be used.
  • mixed forms are also conceivable such that one of the two latching elements 7 is arranged on the charging socket 2 while the other latching element 7 is on the locking unit 1 .
  • the latching element 7 and the counter-latching element 8 each represent an integral part of the previously mentioned charging socket housing 4 on the one hand and the locking unit housing 3 on the other.
  • the latching element 7 is molded onto the charging socket housing 4, while the counter-latching element 8 is formed on the locking unit housing 3. That is, for the realization of the latching element 7 and the counter-latching element 8, a plastic injection molding process can be used to produce the associated housing 3, 4.
  • the locking element 7 is designed as a locking pin 7 according to the embodiment.
  • the counter-locking element 8 or the locking receptacle 8 has a locking spring 8a which interacts with the locking pin 7 or a locking hook 9 provided on the locking pin 7 and only indicated.
  • the detent spring 8a can also be equipped with a detent hook 9 as part of the counter-detent element 8 , which in this case engages in an associated hook recess in the detent pin 7 .
  • the locking connection between the locking element 7 or the locking pin 7 on the one hand and the counter-locking element 8 or its locking spring 8a on the other hand can be canceled and released by the locking spring 8a being pivoted elastically as part of the counter-locking element 8, specifically in a transverse direction Q compared to the longitudinal direction L, in which the locking unit 1 and the charging socket 2 are combined.
  • the possible pivoting movement of the detent spring 8a as part of the counter-detent element 8 in the transverse direction Q in question can best be understood with reference to FIG.
  • the latching element or the latching pin 7 on the one hand and the counter-latching element or the latching receptacle 8 on the other hand are each essentially rectangular in cross section.
  • the counter-locking element or the locking receptacle 8 in the present case is a square pot receptacle 8
  • the locking pin 7 is designed as a square locking pin 7 .
  • the cuboid design of the locking receptacle 8 on the one hand and the detachably engaging locking pin 7 on the other hand ensures that the locking unit 1 is combined with the charging socket 2 in a precisely positioned and tilt-free manner represents.
  • the detent spring 8a is designed as a wall component of a wall of the square pot receptacle 8 pointing outwards.
  • the detent spring 8a can be acted upon from the outside without any problems and moved in the transverse direction Q in order to be able to release the detent connection described.
  • the detent spring 8a is equipped with a dismantling element 10, the characteristics of which can be understood in particular with reference to FIG.
  • the disassembly element 10 is a disassembly tab 10 connected to the detent spring 8a.
  • a screwdriver blade 11 for example, can engage in the engagement opening Wa of the removal tab 10 and thereby directly pivot the latching spring 8a in order to release the latching connection between the locking unit 1 and the charging socket 2.
  • the removal tab 10 can of course also be acted upon accordingly with other manipulation elements. A special tool is not required in this context.
  • a seal 12 is then also implemented, which is interposed between the locking unit 1 and the charging socket 2 .
  • the seal 12 is a rubber seal or elastomer seal. With their help, any assembly tolerances between the latching element 7 and the counter-latching element 8 can be compensated for in each case.
  • the seal 12 ensures that any gap between the locking unit housing 3 and the charging socket housing 4 is closed.
  • the locking unit 1 is acoustically decoupled from the charging socket 2, which in turn is usually firmly connected to a motor vehicle body, not shown.
  • the two latching elements 7 as well as the associated counter-latching elements 8 essentially span a common and predominantly horizontal plane, in which the locking element 5 is also arranged.
  • This plane runs parallel to the plane spanned by the longitudinal direction L and the transverse direction Q.
  • the locking element 5 lies essentially on a connecting line between the two counter-locking elements 8 and consequently also the two locking elements 7 in the combined state between the locking unit 1 and the charging socket 2.

Landscapes

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Abstract

Gegenstand der Erfindung ist eine elektrische Ladevorrichtung für ein Kraftfahrzeug, die eine Verriegelungseinheit (1) und eine Ladesteckdose (2) aufweist. Die Verriegelungseinheit (1) ist mit einem motorischen Antrieb zur Verstellung eines Riegelelementes (5) ausgerüstet. Das Riegelelement (5) ist zur lösbaren Verriegelung eines Ladesteckers (6) in der Ladesteckdose (2) vorgesehen. Die Verriegelungseinheit (1) und die Ladesteckdose (2) sind über zumindest zwei Verbindungshilfsmittel (7, 8) miteinander lösbar verbunden. Erfindungsgemäß sind die beiden Verbindungshilfsmittel (7, 8) als jeweils Rastelement (7) und Gegenrastelement (8) ausgebildet.

Description

Beschreibung
Ladevorrichtung für ein Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft eine elektrische Ladevorrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einer Verriegelungseinheit und einer Ladesteckdose, wobei die Verriegelungseinheit einen motorischen Antrieb zur Verstellung eines Riegelelementes aufweist, wobei ferner das Riegelelement zur lösbaren Verriegelung eines Ladesteckers in der Ladesteckdose vorgesehen ist, und wobei die Verriegelungseinheit und die Ladesteckdose über zumindest zwei Verbindungshilfsmittel miteinander lösbar verbunden sind.
Elektrische Ladevorrichtungen für ein Kraftfahrzeug dienen dazu, im Kraftfahrzeug befindliche Akkumulatoren mit elektrischer Energie zu versorgen. Das gilt insbesondere für Akkumulatoren von Elektro-oder Hybridkraftfahrzeugen. Dabei wird auf eine Ladeinfrastruktur zurückgegriffen, zu welcher typischerweise Ladesäulen gehören, die die notwendige elektrische Energie zur Verfügung stellen. Für den Ladevorgang mit elektrischer Energie wird der ladesäulenseitige Ladestecker im Allgemeinen mit der kraftfahrzeugseitigen Ladesteckdose gekoppelt und lösbar verriegelt. Hierfür sorgt das Riegelelement.
Die Verriegelung mithilfe des Riegelelementes ist erforderlich, um beispielsweise Gesundheitsgefährdungen zu vermeiden, da an dieser Stelle im Allgemeinen mit Hochspannung gearbeitet wird. Außerdem stellt die Verriegelung sicher, dass ausschließlich zuvor identifizierte und berechtigte Benutzer die von der Ladesäule zur Verfügung gestellte elektrische Energie auch rechtmäßig beziehen und Missbrauch verhindert wird. Aus diesem Grund wird meistens vor einem solchen Ladevorgang eine Identifizierung des Bedieners und eine Berechtigungsprüfung durch Austausch eines Identifikationssignales vorgenommen, wie dies grundsätzlich in der WO 2010/149426 A1 beschrieben wird.
Im Stand der Technik nach der DE 10 2011 050 783 A1 wird eine Verriegelungsvorrichtung beschrieben, die im Zusammenhang mit einem Stecker für eine Ladesteckerverriegelung sorgt. Dazu ist eine Verriegelungsvorrichtung mit einem Sperrriegel ausgerüstet, der in einen Ladestecker lösbar eingreifen kann. Ein Gehäuse der Verriegelungsvorrichtung besteht aus zwei Gehäusehälten, welche über Clipsverbindungen aus federnden Laschen und damit mechanisch zusammenwirkenden keilförmigen Vorsprüngen aneinander befestigt sind.
Im Rahmen der DE 10 2015 108 831 A1 wird ein Verriegelungssystem für einen Ladestecker beschrieben. Dabei ist ein Sperrelement bzw. Riegelelement realisiert, welches in einem Adapterelement untergebracht ist. Zwischen dem Adapterelement und einem Verriegelungsantrieb ist ein Übertragungselement angeordnet, welches die vom Verriegelungsantrieb erzeugte Bewegungskraft auf das Sperrelement überträgt. Das Adapterelement ist wenigstens 2-teilig ausgebildet und verfügt über ein Basiselement sowie eine Bajonettverbindung. D. h., im Stand der Technik werden die Ladesteckdose einerseits und die Verriegelungseinheit andererseits in der Regel fest mechanisch über beispielsweise Schrauben miteinander verbunden.
Beim gattungsbildenden Stand der Technik nach der DE 10 2018 1 14 205 A1 erfolgt die Vereinigung der Verriegelungseinheit bzw. eines dortigen Verriegelungsaktuators mit einer zugehörigen Ladesteckdose unter anderem über Füge- und/oder Verbindungshilfsmittel, die im Anspruch 8 angesprochen werden. Die Verbindungshilfsmittel dienen zur Kopplung zugehöriger Gehäuse des Verriegelungaktuators einerseits und der Ladesteckdose andererseits. Weitergehende Details im Hinblick auf die Verbindunghilfsmittel bleiben offen. Der Stand der T echnik hat sich grundsätzlich bewährt, was die gleichsam autarke und modulare Auslegung von einerseits der Verriegelungseinheit bzw. des Verriegelungsaktutors mit dem hiervon beaufschlagbaren Riegelelement und andererseits die Ladesteckdose angeht. Dadurch können beide Elemente bzw. Einheiten variabel im Bereich einer die Ladesteckdose aufnehmenden Karosserieöffnung platziert werden und ist in diesem Bereich die Montage insgesamt vereinfacht. Da hier jedoch überwiegend mit einer Schraubverbindung bzw. allenfalls Verbindungshilfsmitteln nach dem gattungsbildende Stand der Technik gemäß der DE 10 2018 1 14 205 A1 gearbeitet wird, besteht das Problem, dass eine Schraubmontage oftmals wegen der beengten Einbauverhältnisse schwierig ist. Hinzukommt, dass die Schraubmontage beispielsweise eine Reparatur oder einen Austausch der Verriegelungseinheit respektive des Verriegelungsaktuators schwierig gestaltet. Hier will die Erfindung insgesamt Abhilfe schaffen.
Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine derartige elektrische Ladevorrichtung für ein Kraftfahrzeug so weiterzuentwickeln, dass die Montage vereinfacht ist und insbesondere nachträgliche Revisionen oder auch ein Austausch einzelner Bestandteile problemlos gelingt.
Zur Lösung dieser technischen Problemstellung ist eine gattungsgemäße elektrische Ladevorrichtung für ein Kraftfahrzeug im Rahmen der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Verbindungshilfsmittel zur lösbaren Kopplung der Verriegelungseinheit mit der Ladesteckdose als jeweils Rastelement und Gegenrastelement ausgebildet sind.
Die Erfindung greift also im Unterschied zum Stand der Technik ausdrücklich nicht auf eine dauerhafte Kopplung zwischen einerseits der Verriegelungseinheit und andererseits der Ladesteckdose zurück. Vielmehr sind erfindungsgemäß die Verriegelungseinheit und die Ladesteckdose lösbar miteinander verbunden, nämlich unter Rückgriff auf das Rastelement und das Gegenrastelement. D. h., bei der lösbaren Verbindung handelt es sich um eine Rastung. Eine solche Rastung kann unschwer wieder aufgehoben werden, beispielsweise um die Verriegelungseinheit auszutauschen oder zu revidieren. Auch die Montage der Verriegelungseinheit an der Ladesteckdose ist erfindungsgemäß vereinfacht, weil hierzu lediglich die Rastverbindung zwischen dem Rastelement und Gegenrastelement hergestellt werden muss und komplizierte Verschraubungen entfallen. Hinzu kommt, dass die Rastverbindung im Rahmen der Erfindung werkzeuglos erfolgen kann, beispielsweise manuell von einem Montagewerker. Schließlich ist eine getrennte Bevorratung und Zufuhr der nicht erforderlichen Schrauben entbehrlich Hierin sind die wesentlichen Vorteile zu sehen.
Nach vorteilhafter Ausgestaltung ist das Rastelement an der Ladesteckdose und das Gegenrastelement an der Verriegelungseinheit angeordnet, oder umgekehrt. D. h., es kann auch so vorgegangen werden, dass sich das Gegenrastelement an der Ladesteckdose findet, wohingegen das Rastelement an der Verriegelungseinheit realisiert ist. Meistens sind mehrere Rastelemente/Gegenrastelemente vorgesehen, um einen kippsicheren und verkantungsfreien Anschluss der Verriegelungseinheit an die Ladesteckdose zur Verfügung zu stellen. Hier haben sich typischerweise ein Paar Rastelemente und Gegenrastelemente als günstig erwiesen.
Das Rastelement und das Gegenrastelement stellen vorteilhaft jeweils einen integralen Bestandteil eines Ladesteckdosen-Gehäuses einerseits sowie eines Verriegelungseinheit-Gehäuses andererseits dar. Bei den fraglichen Gehäusen handelte sich im Allgemeinen um Kunstoffgehäuse, die in einem Kunststoffspritzgussvorgang hergestellt werden können. Weil das Rastelement und das Gegenrastelement jeweils als integraler Bestandteil des betreffenden Gehäuses ausgebildet sind, können sowohl das Rastelement als auch das Gegenrastelement in den Kunststoffspritzgussvorgang für das betreffende Gehäuse integriert werden, so dass ihre Herstellung und Definition besonders kostengünstig gelingt. Darüber hinaus schlägt die Erfindung vor, das Gegenrastelement als Rastfeder und das Rastelement als mit der Rastfeder wechselwirkenden Rastzapfen auszubilden. Die Rastfeder kann dabei einen Bestandteil einer Rastaufnahme für den Rastzapfen darstellen. D. h., zur Vereinigung der Verriegelungseinheit mit der Ladesteckdose wird der Rastzapfen in die Rastaufnahme eingeführt und sorgt die Rastfeder als Bestandteil der Rastaufnahme in Verbindung mit einem Rasthaken im oder am Rastzapfen für die gewünschte Rastverbindung. Grundsätzlich kann auch umgekehrt vorgegangen werden. In diesem Fall stellt die Rastfeder einen Bestandteil des Rastzapfens dar, wohingegen der Rasthaken in der Rastaufnahme realisiert wird. So oder so können sowohl die Rastfeder als auch der Rasthaken ebenso wie die Rastaufnahme und der Rastzapfen als insgesamt integrale Bestandteile des Ladesteckdosengehäuses einerseits und des Verriegelungseinheitsgehäuse andererseits in den jeweiligen Herstellungsvorgang für das Gehäuse im Zuge eines Kunststoffspritzgießens integriert werden.
Nach weiterer vorteilhafter Ausgestaltung sind die Rastaufnahme und der Rastzapfen im Querschnitt im Wesentlichen rechteckförmig ausgebildet. Durch die rechteckförmige und korrespondierende Gestaltung der Rastaufnahme und des Rastzapfens im Querschnitt können beide Elemente einerseits verkantungsfrei ineinandergreifen und sorgen andererseits für eine drehfeste und ausgerichtete Kopplung der Verriegelungseinheit mit der Ladesteckdose. Die Rastaufnahme ist in diesem Zusammenhang meistens als Quadertopfaufnahme ausgebildet, definiert also einen Quadertopf. Folgerichtig handelt es sich bei dem Rastzapfen um einen Quaderrastzapfen. Dabei sind die Quadertopfaufnahme einerseits und der Quaderrastzapfen andererseits größenmäßig und von ihrer jeweiligen Kontur und Querschnittsgestaltung aneinander angepasst, um die gewünschte lösbare Rastverbindung untereinander eingehen zu können. Die Rastfeder stellt in der Regel einen Wandbestandteil der zuvor bereits angesprochenen Quartopfaufnahme dar. Meistens handelt es sich bei dem Wandbestandteil der Quadertopfaufnahme um einen nach außen hin weisenden Wandbestandteil, also einen solchen, der von außen her zugänglich ist. Eine solche Ausprägung empfiehlt sich vorteilhaft für den Fall, dass die Rastfeder mit einem Demontageelement ausgerüstet ist. Mithilfe des Demontageelementes kann die Rastfeder von dem Rastzapfen bzw. dem am Raszapfen angeordneten Rasthaken entfernt und die Rastverbindung zwischen der Verriegelungseinheit und der Ladesteckdose unschwer aufgehoben und gelöst werden.
Zu diesem Zweck handelt es sich bei dem Demontageelement meistens um eine an die Rastfeder angeschlossene Demontagelasche. Diese Demontagelasche kann problemlos manuell von einem Montagewerker beaufschlagt werden, um die Rastverbindung zwischen der Verriegelungseinheit und der Ladesteckdose zu lösen. Zu diesem Zweck verfügt die Demontagelasche allgemein über eine Eingriffsöffnung, in die beispielsweise ein Schraubendreher, eine Stange oder ein anderes allgemein zugängliches oder vorhandenes Werkzeug eingesteckt werden kann. D. h., für die Aufhebung der Rastverbindung zwischen der Verriegelungseinheit und der Ladesteckdose ist erfindungsgemäß kein Spezialwerkzeug erforderlich.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist eine zwischen der Verriegelungseinheit und der Ladesteckdose zwischengeschaltet Dichtung vorhanden. Bei dieser Dichtung handelt es sich meistens um eine Gummidichtung bzw. Elastomerdichtung, die zwei Funktionen übernimmt. Zunächst einmal sorgt die Dichtung dafür, dass ein etwaiger Spalt zwischen der Verriegelungseinheit und der Ladesteckdose vor Umwelteinflüssen abgedichtet wird. Das ist insofern von Bedeutung, als in diesem Bereich das Riegelelement hin- und herverfahren wird und eindringender Schmutz oder Feuchtigkeit die Funktionsweise des Riegelelementes stören könnte. Dies umso mehr, als das Riegelelement typischerweise aus Kunststoff hergestellt wird. Zum anderen wird mit der Gummidichtung die lösbare Rastverbindung zwischen der Verriegelungseinheit und der Ladesteckdose in eingebautem Zustand unter Spannung gehalten, um etwaiges Spiel zwischen beispielsweise der Rastfeder und dem Rasthaken bzw. der Rastaufnahme und dem Rasthaken respektive auszugleichen. Zudem stellt sie natürlich auch eine Dichtwirkung zur Verfügung.
Im Ergebnis wird eine elektrische Ladevorrichtung für ein Kraftfahrzeug zur Verfügung gestellt, welche herstellungstechnische-, montagetechnische und geräuschtechnische Vorteile gegenüber dem Stand der Technik aufweist. Tatsächlich ist die Montage durch die lösbare Rastverbindung zwischen der Verriegelungseinheit und der Ladesteckdose erheblich vereinfacht und eröffnet auch die Möglichkeit einer Demontage und Revision. Hinzukommt, dass die Montage und Herstellung gegenüber dem Stand der Technik vereinfacht gestaltet ist, weil keine zusätzliche Verschraubung erforderlich ist, folglich Schrauben nicht (mehr) bevorratet und montiert werden müssen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand lediglich einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen:
Fig. 1 die erfindungsgemäße elektrische Ladevorrichtung schematisch und
Fig. 2 ein Detail aus der Figur 1 mit Blickrichtung X.
In den Figuren ist eine elektrische Ladevorrichtung für ein Kraftfahrzeug dargestellt. Die Ladevorrichtung ist im Wesentlichen 2-teilig ausgebildet und verfügt über eine Verriegelungseinheit 1 und eine Ladesteckdose 2. Die Verriegelungseinheit 1 und die Ladesteckdose 2 sind jeweils modular und autark, also unabhängig voneinander, ausgebildet. Die Verriegelungseinheit 1 und die Ladesteckdose 2 werden im Betrieb miteinander vereinigt und sind in der Figur 1 in voneinander getrennter Position in Explosionsdarstellung wiedergegeben. Die Vereinigung der Verriegelungseinheit 1 mit der Ladesteckdose 2 deutet ein Doppelpfeil in der Figur 1 an. Sowohl die Verriegelungseinheit 1 als auch die Ladesteckdose 2 verfügen über jeweils ein Gehäuse 3, 4 aus Kunststoff, nämlich einerseits ein Verriegelungseinheit-Gehäuse 3 und andererseits ein Ladesteckdosen-Gehäuse 4.
Die Verriegelungseinheit 1 ist im Innern mit einem nicht näher dargestellten motorischen Antrieb zur Verstellung eines Riegelelementes 5 ausgerüstet. Bei dem Riegelelement 5 handelte sich um einen Riegelzapfen aus Kunststoff, mit dessen Hilfe ein in die Ladesteckdose 2 ein gesteckter Ladestecker 6 lösbar in der Ladesteckdose 2 verriegelt werden kann. Das gilt jedenfalls in zusammengebautem bzw. vereinigten Zustand von einerseits der Verriegelungseinheit 1 und andererseits der Ladesteckdose 2. Der motorische Antrieb für das Riegelelement 5 mag dabei generell so aufgebaut sein und arbeiten, wie dies im gattungsbildenden Stand der Technik nach der DE 10 2018 114 205 A1 im Detail beschrieben wird.
Die Verriegelungseinheit 1 und die Ladesteckdose 2 sind über zumindest zwei Verbindungshilfsmittel 7, 8 lösbar miteinander verbunden. Bei den beiden Verbindunghilfsmitteln 7, 8 handelt es sich erfindungsgemäß um jeweils ein Rastelement 7 und ein Gegenrastelement 8. Tatsächlich ist nach dem Ausführungsbeispiel in diesem Zusammenhang jeweils ein Paar des Rastelementes 7 und Gegenrastelementes 8 vorgesehen. D. h., es finden sich zwei Rastelemente 7 sowie zwei Gegenrastelemente 8 jeweils randseitig ihres zugehörigen Gehäuses 4, 3. Das Gegenrastelement 8 ist dabei als Rastaufnahme 8 ausgebildet. Auf diese Weise werden die Verriegelungseinheit 1 einerseits und die Ladesteckdose 2 andererseits durch eine lösbare Rastverbindung miteinander gekoppelt. Die lösbare Rastverbindung kann bedarfsweise wieder aufgehoben werden, wie nachfolgend noch näher erläutert wird. Dabei ist die Auslegung nach dem Ausführungsbeispiel so getroffen, dass das Rastelement 7 an der Ladesteckdose 2 und das Gegenrastelement 8 an der Verriegelungseinheit 1 angeordnet ist. Grundsätzlich kann auch umgekehrt vorgegangen werden. Daneben sind auch Mischformen dergestalt denkbar, dass das eine der beiden Rastelemente 7 an der Ladesteckdose 2 angeordnet ist, während sich das andere Rastelement 7 an der Verriegelungseinheit 1 findet. Für das Gegenrastelement 8 gilt entsprechendes.
Das Rastelement 7 und das Gegenrastelement 8 stellen jeweils einen integralen Bestandteil des zuvor bereits angesprochenen Ladesteckdosen-Gehäuses 4 einerseits und des Verriegelungseinheit-Gehäuses 3 andererseits dar. Tatsächlich ist das Rastelement 7 nach dem Ausführungsbeispiel an das Ladesteckdosen-Gehäuse 4 angeformt, während das Gegenrastelement 8 an das Verriegelungseinheit-Gehäuse 3 angeformt ist. D. h., für die Realisierung des Rastelementes des 7 und des Gegenrastelementes 8 kann jeweils auf einen Kunststoffspritzgussvorgang zur Herstellung des zugehörigen Gehäuses 3, 4 zurückgegriffen werden.
Das Rastelement 7 ist nach dem Ausführungsbeispiel als Rastzapfen 7 ausgebildet. Demgegenüber verfügt das Gegenrastelement 8 bzw. die Rastaufnahme 8 über eine Rastfeder 8a, die mit dem Rastzapfen 7 bzw. einem am Rastzapfen 7 vorgesehenen und lediglich angedeuteten Rasthaken 9 wechselwirkt. Grundsätzlich kann aber auch die Rastfeder 8a als Bestandteil des Gegenrastelementes 8 mit einem Rasthaken 9 ausgerüstet sein, welcher in diesem Fall in eine zugehörige Hakenausnehmung im Rastzapfen 7 eingreift. So oder so lässt sich die Rastverbindung zwischen dem Rastelement 7 bzw. dem Rastzapfen 7 einerseits und dem Gegenrastelement 8 respektive seiner Rastfeder 8a andererseits dadurch aufheben und lösen, dass die Rastfeder 8a als Bestandteil des Gegenrastelementes 8 elastisch verschwenkt wird, und zwar in einer Querrichtung Q im Vergleich zur Längsrichtung L, in welcher die Verriegelungseinheit 1 und die Ladesteckdose 2 miteinander vereinigt werden. Die mögliche Schwenkbewegung der Rastfeder 8a als Bestandteil des Gegenrastelementes 8 in der fraglichen Querrichtung Q kann man am besten anhand der Figur 2 nachvollziehen.
Man erkennt, dass das Rastelement bzw. der Rastzapfen 7 einerseits und das Gegenrastelement respektive die Rastaufnahme 8 andererseits jeweils im Querschnitt im Wesentlichen rechteckförmig ausgebildet sind. Tatsächlich handelt es sich bei dem Gegenrastelement bzw. der Rastaufnahme 8 vorliegend um eine Quadertopfaufnahme 8, wohingegen der Rastzapfen 7 als Quarderrastzapfen 7 ausgebildet ist. Die jeweils quaderförmige Gestaltung der Rastaufnahme 8 einerseits sowie des hierin lösbar eingreifenden Rastzapfens 7 andererseits sorgt für eine positionsgenaue und verkantungsfreie Vereinigung der Verriegelungseinheit 1 mit der Ladesteckdose 2. Außerdem ist die Auslegung so getroffen, dass die Rastfeder 8a einen Wandbestandteil der Rastaufnahme bzw. Quadertopfaufnahme 8 darstellt. Tatsächlich ist die Rastfeder 8a als Wandbestandteil einer nach außen hin weisenden Wand der Quardertopfaufnahme 8 ausgebildet. Dadurch kann die Rastfeder 8a problemlos von außen her beaufschlagt und in der Querrichtung Q bewegt werden, um die beschriebene Rastverbindung lösen zu können. Die im Querschnitt im Wesentlichen rechteckförmig Quaderform des Rastzapfens 7 und des Gegenrastelements 8 stellt eine bevorzugte, aber lediglich beispielhafte Form von Rastzapfen 7 und Gegenrastelement 8 dar. Andere Formen, beispielsweise runde Formen, sind ebenfalls möglich.
In diesem Zusammenhang ist die Rastfeder 8a mit einem Demontageelement 10 ausgerüstet, dessen Ausprägung man insbesondere anhand der Figur 2 nachvollziehen kann. Bei dem Demontageelement 10 handelt es sich im Ausführungsbeispiel um eine an die Rastfeder 8a angeschlossene Demontagelasche 10. Die Demontagelasche 10 verfügt über eine Eingriffsöffnung 10a, die sich senkrecht zur einer Ebene erstreckt und öffnet, welche von der Längsrichtung L und der Querrichtung Q aufgespannt wird. Dadurch kann in dieser senkrechten Ebene von oben her beispielsweise eine Schraubendreherklinge 1 1 in die Eingriffsöffnung Wa der Demontagelasche 10 eingreifen und hierdurch unmittelbar die Rastfeder 8a verschwenken, um die Rastverbindung zwischen der Verriegelungseinheit 1 und der Ladesteckdose 2 zu lösen. Anstelle der in der Figur 2 dargestellten Schraubendreherklinge 1 1 kann selbstverständlich auch mit anderen Manipulationselementen die Demontagelasche 10 entsprechend beaufschlagt werden. Ein Spezialwerkzeug ist in diesem Zusammenhang nicht erforderlich.
Diese einfache Demontage wird zusätzlich noch dadurch begünstigt, dass das Gegenrastelement bzw. die Rastaufnahme 8 in Gestalt der Quadertopfaufnahme 8 mit ihrem nach außen hin weisenden und die Demontagelasche 10 tragenden Wandbestandteil über eine seitliche Wand 3a, 3b des Verriegelungseinheit- Gehäuses 3 jeweils übersteht. Die Demontagelasche 10 ist dabei an die Rastfeder 8a angeformt, welche ihrerseits zusammen mit der Rastaufnahme bzw. dem Gegenrastelement 8 einen integralen Bestandteil des aus Kunststoff hergestellten Verriegelungseinheit-Gehäuses 3 darstellt.
Zusätzlich ist dann noch eine Dichtung 12 realisiert, die zwischen der Verriegelungseinheit 1 und der Ladesteckdose 2 zwischengeschaltet ist. Bei der Dichtung 12 handelt es sich im Ausführungsbeispiel um eine Gummidichtung bzw. Elastomerdichtung. Mit ihrer Hilfe lassen sich etwaige Montagetoleranzen zwischen dem Rastelement 7 und dem Gegenrastelement 8 jeweils ausgleichen. Außerdem sorgt die Dichtung 12 dafür, dass ein etwaiger Spalt zwischen dem Verriegelungseinheit-Gehäuse 3 und dem Ladesteckdosen-Gehäuse 4 verschlossen wird. Zugleich wird mithilfe der Dichtung 12 die Verriegelungseinheit 1 akustisch von der Ladesteckdose 2 entkoppelt, die ihrerseits in der Regel fest mit einer nicht dargestellten Kraftfahrzeugkarosserie verbunden ist. Man erkennt schließlich noch anhand der Figuren, dass die beiden Rastelemente 7 ebenso wie die zugehörigen Gegenrastelemente 8 im Wesentlichen eine gemeinsame und überwiegend horizontal verlaufende Ebene aufspannen, in welcher auch das Riegelelement 5 angeordnet ist. Diese Ebene verläuft parallel zur von der Längsrichtung L und Querrichtung Q aufgespannten Ebene. Anders ausgedrückt, liegt das Riegelelement 5 im Wesentlichen auf einer Verbindungslinie zwischen den beiden Gegenrastelemente 8 und folglich auch den beiden Rastelementen 7 in vereinigtem Zustand zwischen der Verriegelungseinheit 1 und der Ladesteckdose 2. Dadurch werden etwaige am Riegelelement 5 angreifende Momente bei der lösbaren Verriegelung des Ladestecker 6 in der Ladesteckdose 2 unmittelbar von den Rastelementen 7 bzw. Gegenrastelementen 8 aufgenommen und abgestützt.
Bezugszeichenliste
Verriegelungseinheit 1
Ladesteckdose 2
Verriegelungseinheit-Gehäuse 3
Gehäuse 3, 4
Riegelelement 5
Ladestecker 6
Rastelement 7
Rastzapfen 7
Quaderrastzapfen 7
Verbindungshilfsmittel 7, 8
Gegenrastelement 8
Rastaufnahme 8
Quadertopfaufahme 8
Rastfeder 8a
Rasthaken 9
Demontagelasche 10
Schraubendreherklinke 1 1
Dichtung 12
Querrichtung Q
Längsrichtung L

Claims

Patentansprüche
1. Elektrische Ladevorrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einer Verriegelungseinheit (1 ) und einer Ladesteckdose (2), wobei die Verriegelungseinheit (1 ) einen motorischen Antrieb zur Verstellung eines Riegelelementes (5) aufweist, wobei ferner das Riegelelement (5) zur lösbaren Verriegelung eines Ladesteckers (6) in der Ladesteckdose (2) vorgesehen ist, und wobei die Verriegelungseinheit (1 ) und die Ladesteckdose (2) über zumindest zwei Verbindungshilfsmittel (7, 8) miteinander lösbar verbunden sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die beiden Verbindungshilfsmittel (7, 8) als jeweils Rastelement (7) und Gegenrastelement (8) ausgebildet sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Rastelement (7) an der Ladesteckdose (2) und das Gegenrastelement (8) an der Verriegelungseinheit (1 ) angeordnet sind, oder umgekehrt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastelement (7) und das Gegenrastelement (8) jeweils einen integralen Bestandteil eines Ladesteckdosen-Gehäuses (4) sowie eines Verriegelungseinheit-Gehäuses (3) darstellen.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastelement (7) als Rastzapfen (7) und das Gegenrastelement (8) als mit dem Rastzapfen (7) wechselwirkende Rastfeder (8a) ausgebildet ist bzw. eine solche aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastfeder (8a) einen Bestandteil einer Rastaufnahme (8) für den Rastzapfen (7) darstellt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastaufnahme (8) und der Rastzapfen (7) im Querschnitt im Wesentlichen rechteckförmig ausgebildet sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastaufnahme (8) als Quardertopfaufnahme (8) und der Rastzapfen (7) als Quaderrastzapfen (7) ausgebildet sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastfeder (8a) einen Wandbestandteil, insbesondere eine nach außen hinweisenden Wandbestandteil, der Quadertopfaufnahme (8) darstellt.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastfeder (8a) mit einem Demontageelement (10) ausgerüstet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Demontageelement (10) als an die Rastfeder (8a) angeschlossene Demontagelasche (10) ausgebildet ist.
1 1. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch eine zwischen der Verriegelungseinheit und der Ladesteckdose zwischengeschaltete Dichtung.
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