WO2024175262A1 - Ladeanschlussvorrichtung für ein kraftfahrzeug - Google Patents

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WO2024175262A1
WO2024175262A1 PCT/EP2024/050627 EP2024050627W WO2024175262A1 WO 2024175262 A1 WO2024175262 A1 WO 2024175262A1 EP 2024050627 W EP2024050627 W EP 2024050627W WO 2024175262 A1 WO2024175262 A1 WO 2024175262A1
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PCT/EP2024/050627
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Christian Schreck
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BOS GmbH and Co KG
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    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K15/00—Arrangement in connection with fuel supply of combustion engines or other fuel consuming energy converters, e.g. fuel cells; Mounting or construction of fuel tanks
    • B60K15/03—Fuel tanks
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    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Definitions

  • the invention relates to a charging connection device for a motor vehicle with a charging recess which is fixed to the vehicle in the operational state and which has at least two different charging connections and can be closed or opened by a movable recess cover, wherein at least one charging connection can be closed by a cover which is mounted so as to be pivotable about a pivot axis relative to the charging connection between a closed position closing the charging connection and a charging position opening the charging connection.
  • Such a charging connection device is known from DE 10 2021 109 283 A1.
  • An electric vehicle has a charging recess in the area of an outer body shell, in which several charging connections are provided in order to supply a drive system of the vehicle with power.
  • One of the two charging connections is assigned a cover which is pivotally mounted about a pivot axis arranged adjacent to the charging connection between a closed position closing the charging connection and an open position releasing the charging connection.
  • a pivot bearing of the cover is provided with a mechanical control which causes the cover to latch in the open position after an opening process and which releases the latching again when it is pivoted further in the opening direction.
  • the mechanical control has a slotted guide according to the ballpoint pen principle.
  • CN 114865382 A another charging connection device in which two charging connections can be closed or opened synchronously with one another by means of a pivotably mounted double cover.
  • the double cover is pivotably mounted and has a mechanical cam control that forms a stop for the open position and a stop for the closed position of the double cover.
  • the pivot bearing of the double cover is assigned a return spring arrangement that permanently applies torque to the double cover in one direction of rotation.
  • the object of the invention is to provide a charging connection device of the type mentioned above, which enables an operator to have convenient and safe access to a charging connection.
  • This task is solved by assigning a linear actuator to the cover, which is located on the front side and at a radial distance from the pivot axis of the cover on the cover is supported and is mounted in such a linearly movable manner that a linear displacement of the linear actuator inevitably causes a pivoting movement of the lid from the closed position into the charging position.
  • the frontal support of the linear actuator on the lid ensures a particularly compact and easily detachable coupling between the linear actuator and the lid, so that a corresponding lid can be replaced with little effort in the event of damage without having to dismantle the linear actuator.
  • the linear actuator is preferably provided with a mechanical, pneumatic or electric drive.
  • the solution according to the invention can be used in a particularly advantageous manner for charging connection devices in passenger cars that are equipped with an electric drive system.
  • Two charging connections are advantageously provided, one of which is intended for charging with alternating current and the other for charging with direct current.
  • the cover is advantageously assigned to at least the charging connection, which enables charging with direct current. In its closed position, the cover serves as protection against weather conditions and also as a safety device to protect operators from electric shocks if the operator's limbs come close to the charging connection.
  • the linear actuator can only rest on the cover at the front or can also be mechanically coupled to the cover.
  • an electrically driven control device which is assigned to the linear actuator in order to drive the linear actuator in at least one direction of movement.
  • the electrically driven control device enables extremely convenient and automated opening of the lid, preferably depending on corresponding specifications which are assigned to the control device.
  • the linear actuator can also be operated to open the lid if charging is to take place with a type of current which requires the connection of a charging plug of a stationary charging station to the charging connection closed by the lid.
  • the electrically driven control device is used at least in the direction of movement which causes the lid to be transferred from the closed position to the charging position.
  • the electrically driven control device can also cause the lid to be returned from the charging position to the closed position.
  • the lid can be returned from the charging position to the closed position by a return spring arrangement described in more detail below, so that the electrically driven driven control device only has to move the linear actuator in the direction of the opening position against the return force of the return spring arrangement.
  • the linear actuator is designed as a thrust piston which is mounted in a housing of the loading trough and which is permanently in contact with the inside of the cover.
  • the thrust piston advantageously protrudes through a passage in the housing of the loading trough from an inside to an outside of the loading trough in order to actuate the cover arranged on the outside.
  • a corresponding linear guide for the thrust piston is therefore provided in a fixed position on the housing of the loading trough.
  • control device has a rotary drive which is coupled to the thrust piston by means of a gear.
  • the gear preferably has a linearly movable transmission element which mechanically interacts with the thrust piston.
  • Drive rotations of the rotary drive are therefore converted into a linear movement of the thrust piston, either by the gear engaging the thrust piston directly or by the gear engaging a linearly movable transmission element which in turn mechanically interacts with the thrust piston.
  • a threaded spindle or a rack is provided as the transmission element.
  • a threaded spindle a linear movement in the form of a feed is generated by rotating the threaded spindle, either for the threaded spindle itself or, in the case of a stationary rotary bearing of the threaded spindle, by linear displacement of a worm arranged on the threaded spindle, which is coupled to the thrust piston.
  • a rack With a rack, a pinion of the transmission engages the rack, which in turn is guided so as to be linearly movable.
  • the transmission member is movably mounted orthogonally to the direction of movement of the thrust piston, and a mechanical deflection arrangement is provided which deflects a linear movement force of the transmission member to the thrust piston.
  • the mechanical deflection arrangement advantageously has contact surfaces on the transmission member on the one hand and on the thrust piston on the other hand, which are aligned at an angle to the directions of movement of the transmission member and the thrust piston and which complement each other and are in sliding contact with each other.
  • This embodiment uses the principle of the inclined plane to achieve the corresponding movement transfer of the linear movement of the transmission member to the orthogonal linear movement of the thrust piston.
  • the contact surfaces are also referred to as guide surfaces.
  • a return spring arrangement which acts on the lid in order to exert a permanent torque on the lid in the direction of the closed position.
  • At least one torsion spring is preferably provided as the return spring arrangement, which is arranged coaxially to the pivot axis of the lid.
  • the electrically driven control device is advantageously used only to actuate the linear actuator from the closed position towards the loading position. In the opposite direction, the control device is designed such that the linear actuator is pushed back into its starting position by the lid solely by the restoring force of the return spring arrangement. In this embodiment, the electrically driven control device can be in an idle position in the direction of movement from the loading position towards the closed position.
  • Fig. 1 shows a perspective view of an embodiment of a charging connection device according to the invention, in which a recess cover is in a release position and a cover for a charging connection is in a closed position,
  • FIG. 2 the charging connection device according to Fig. 1 with the cover of the charging connection pivoted into a charging position
  • Fig. 3 schematically shows a portion of the charging connection device according to Figs. 1 and 2, seen from an inner side and omitting a charging recess with the lid closed and
  • Fig. 4 shows the functional arrangement according to Fig. 3 in a different perspective and with the lid pivoted into the loading position.
  • a charging connection device 1 according to Fig. 1 to 4 has a charging trough 2, which is mounted in a manner not shown in the area of the outer body shell of a motor vehicle in a ready-to-use state.
  • the charging trough 2 forms a dimensionally stable housing, advantageously made of plastic, which is connected to corresponding vehicle body parts of the vehicle body.
  • the charging trough 2 can be covered on the outside by a trough cover 3, which is only shown schematically, wherein the trough cover 3 is in a In the closed position, the loading trough 2 is completely covered on the outside and is aligned flush with the outer skin of the adjacent vehicle body sections.
  • the trough cover 3 is movably mounted on the vehicle side between the open position shown in Fig. 1 and a closed position covering the loading trough 2.
  • the loading trough is movably mounted on the vehicle side between the open position shown in Fig. 1 and a closed position covering the loading trough 2.
  • a first charging port 4 is a socket for alternating current and the charging port 5 below it in the vertical direction of the vehicle is provided with a direct current socket.
  • Both charging ports 4, 5 are electrically connected to a battery system of an electric drive system of the motor vehicle.
  • a charging plug from a stationary charging station is plugged into the respective charging port 4, 5 and thereby electrically contacted for charging.
  • the corresponding charging plug is plugged into one charging port 4 or the other charging port 5.
  • the charging connection 5, which is provided with a direct current socket and forms the lower charging connection in the illustration according to Fig. 2, is additionally assigned a cover 6, which closes the charging connection 5 when not in use according to Fig. 1.
  • the cover 6 is pivotally mounted about a pivot axis S in the area of the
  • the pivot axis S is positioned in the vertical direction of the vehicle below the charging connection 5 and is at least largely aligned in the longitudinal direction of the vehicle, assuming that the loading trough 2 is aligned in a plane essentially spanned by the vertical direction of the vehicle and the longitudinal direction of the vehicle.
  • a pivot bearing which can be clearly seen in Figs. 3 and 4, is provided for mounting the cover 6 about the pivot axis S.
  • the cover 6 is permanently subjected to torque in the direction of its closed position by a return spring arrangement 8, which is formed by two torsion springs.
  • a linear actuator 7 in the form of a thrust piston is provided, which engages at a distance above the pivot axis S on an inner side of the lid 6 facing the loading connection 5 and is mounted orthogonally to the pivot axis S in a linearly movable manner in the housing formed by the loading trough 2.
  • the housing of the loading trough 2 has for this purpose a linear guide (not shown in detail) for the linear actuator 7, which is fixed to the housing and which opens outwards in the transverse direction of the vehicle into a passage 9, the edge contour of which is matched to a cross section of the linear actuator 7.
  • the linear actuator 7 is therefore arranged in the transverse direction of the vehicle between a the passage 9 of the loading trough 2, a rest position (Fig. 3) recessed into it and a functional position (Fig. 4) moved outwards in the transverse direction of the vehicle.
  • the inside of the cover 6 has a stop cam 16, which is preferably formed in one piece and is in permanent contact with an end face of the linear actuator 7.
  • the stop cam 16 forms a support for the cover 6 relative to the linear actuator 7.
  • the stop cam 16 gradually slides downwards on the end face of the linear actuator 7 during a travel movement of the linear actuator 7 from the rest position to the functional position.
  • the end face of the linear actuator 7, which is designed as a thrust piston, is provided with a run-on slope, as can be seen in Fig. 4.
  • the stop cam 16 In the outwardly moved functional position, the stop cam 16 is positioned below an underside of the linear actuator 7, so that the linear actuator 7 has slightly overrun the stop cam 16 and thus forms a secure support for the stop cam 16 on the underside of the linear actuator 7.
  • an electrically driven control device is provided, which is described in more detail below.
  • the guide bevel 10 is part of a deflection arrangement that transmits a rotary force of an electric drive motor 15 of the control device to the linear actuator 7 by means of a gear.
  • the gear has a rack and pinion drive with a rack 12 mounted in a linearly movable manner parallel to the pivot axis S, which forms a transmission element of the gear.
  • the rack 12 has on its front side facing the guide bevel 10 a complementary along a parallel inclined plane, which rests against the guide bevel 10 of the linear actuator 7 and slides along the guide bevel 10 during a longitudinal displacement movement of the rack 12.
  • the rack 12 is mounted in a linearly movable manner parallel to the pivot axis S by means of guide sections not shown in detail.
  • the rack 12 has a laterally arranged toothing 13 which meshes with a spur toothing of a pinion 14 which is rotationally driven by the electric drive motor 15.
  • the guide surfaces 10 and 11 form contact surfaces in the sense of the invention. All functional parts described are parts of the control device mentioned above.
  • a threaded spindle is provided as a transmission element between the electric drive motor 15 and the linear actuator 7, which is driven by a drive pinion designed as a worm pinion, which can be positioned analogously to the pinion 14.
  • the threaded spindle can also be driven via a differently designed gear in such a way that a feed for the threaded spindle is created, which exerts the thrust movement offset by 90° on the linear actuator 7 via a suitable deflection arrangement.
  • the threaded spindle can be mounted in a stationary, rotatable manner and can linearly displace a worm mounted on the threaded spindle in a screw-movable manner, which has an inclined guide surface analogous to the deflection arrangement described above.
  • the electrically driven control device and also the guide for the linear actuator 7 are designed in such a way that no self-locking occurs when the electric drive motor is switched off. It is therefore sufficient that the electric drive motor 15 is activated when the linear actuator 7 is moved from the rest position towards the functional position. The electric drive motor 15 remains activated as long as a corresponding charging plug is docked to the charging port 5. As soon as a charging process is completed and the charging plug is removed from the charging port 5, the electric drive motor 15 is deactivated, causing the gear with the pinion 14 and the rack 12 to idle, so that the restoring force of the restoring spring arrangement 8 can return the closing cover 6 to the closed position.

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Abstract

Eine derartige Ladeanschlussvorrichtung mit einer in betriebsbereitem Zustand fahrzeugfesten Lademulde, die wenigstens zwei unterschiedliche Ladeanschlüsse aufweist und durch eine bewegliche Muldenabdeckung verschließbar oder freigebbar ist, wobei wenigstens ein Ladeanschluss durch einen Deckel verschließbar ist, der um eine Schwenkachse schwenkbeweglich relativ zu dem Ladeanschluss gelagert ist zwischen einer den Ladeanschluss verschließenden Schließstellung und einer den Ladeanschluss freigebenden Ladestellung, ist bekannt. Erfindungsgemäß ist dem Deckel ein Linearstellglied zugeordnet, das sich stirnseitig und in radialem Abstand zu der Schwenkachse des Deckels an dem Deckel abstützt und derart linearbeweglich gelagert ist, dass eine Linearverlagerung des Linearstellglieds zwangsläufig eine Schwenkbewegung des Deckels aus der Schließstellung in die Ladestellung bewirkt. Einsatz bei Elektrofahrzeugen

Description

Ladeanschlussvorrichtung für ein Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft eine Ladeanschlussvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer in betriebsbereitem Zustand fahrzeugfesten Lademulde, die wenigstens zwei unterschiedliche Ladeanschlüsse aufweist und durch eine bewegliche Muldenabdeckung verschließbar oder freigebbar ist, wobei wenigstens ein Ladeanschluss durch einen Deckel verschließbar ist, der um eine Schwenkachse schwenkbeweglich relativ zu dem Ladeanschluss gelagert ist zwischen einer den Ladeanschluss verschließenden Schließstellung und einer den Ladeanschluss freigebenden Ladestellung.
Eine derartige Ladeanschlussvorrichtung ist aus der DE 10 2021 109 283 A1 bekannt. Ein Elektrofahrzeug weist im Bereich einer Karosserieaußenhaut eine Lademulde auf, in der mehrere Ladeanschlüsse vorgesehen sind, um ein Antriebssystem des Fahrzeugs mit Strom zu versorgen. Einem der beiden Ladeanschlüsse ist ein Deckel zugeordnet, der um eine benachbart zu dem Ladeanschluss angeordnete Schwenkachse schwenkbeweglich gelagert ist zwischen einer den Ladeanschluss verschließenden Schließstellung und einer den Ladeanschluss freigebenden Öffnungsstellung. Eine Schwenklagerung des Deckels ist mit einer mechanischen Steuerung versehen, die eine Verrastung des Deckels nach einem Öffnungsvorgang in der Öffnungsstellung bewirkt, und die die Verrastung bei einem weiteren Verschwenken in Öffnungsrichtung wieder aufhebt. Die mechanische Steuerung weist eine Kulissenführung nach dem Kugelschreiberprinzip auf.
Aus der CN 114865382 A ist eine weitere Ladeanschlussvorrichtung bekannt, bei der zwei Ladeanschlüsse synchron zueinander mittels eines schwenkbeweglich gelagerten Doppeldeckels verschließbar oder freigebbar sind. Der Doppeldeckel ist schwenkbeweglich gelagert und weist eine mechanische Nockensteuerung auf, die einen Anschlag für die Öffnungsstellung und einen Anschlag für die Schließstellung des Doppeldeckels bildet. Der Schwenklagerung des Doppeldeckels ist eine Rückstellfederanordnung zugeordnet, die den Doppeldeckel in einer Drehrichtung permanent drehmomentbeaufschlagt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Ladeanschlussvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die für eine Bedienperson einen komfortablen und sicheren Zugang zu einem Ladeanschluss ermöglicht.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass dem Deckel ein Linearstellglied zugeordnet ist, das sich stirnseitig und in radialem Abstand zu der Schwenkachse des Deckels an dem Deckel abstützt und derart linearbeweglich gelagert ist, dass eine Linearverlagerung des Linearstellglieds zwangsläufig eine Schwenkbewegung des Deckels aus der Schließstellung in die Ladestellung bewirkt. Durch die stirnseitige Abstützung des Linearstellglieds an dem Deckel ist eine besonders kompakte und einfach lösbare Kopplung zwischen Linearstellglied und Deckel gewährleistet, so dass ein entsprechender Deckel bei Beschädigung mit geringem Aufwand ausgetauscht werden kann, ohne das Linearstellglied demontieren zu müssen. Das Linearstellglied ist vorzugsweise mit einem mechanischen, einem pneumatischen oder einem elektrischen Antrieb versehen. Durch den Angriff des Linearstellglieds in radialem Abstand zu der Schwenkachse des Deckels wird durch eine Krafteinleitung des Linearstellglieds ein Drehmoment auf den Deckel um seine Schwenkachse erzeugt, das zu dem gewünschten Öffnungsvorgang führt. Die erfindungsgemäße Lösung ist in besonders vorteilhafter Weise einsetzbar für Ladeanschlussvorrichtungen bei Personenkraftwagen, die mit einem elektrischen Fahrantriebssystem versehen sind. Vorteilhaft sind zwei Ladeanschlüsse vorgesehen, von denen einer zur Ladung mit Wechselstrom und der andere zur Ladung mit Gleichstrom vorgesehen ist. Vorteilhaft ist der Deckel wenigstens dem Ladeanschluss zugeordnet, der eine Strombetankung mit Gleichstrom ermöglicht. Der Deckel dient in seiner Schließstellung als Schutz vor Witterungsbedingungen und zudem als Sicherung, um einen Schutz für Bedienpersonen vor Stromschlägen zu bilden, falls entsprechende Gliedmaßen von Bedienpersonen in die Nähe des Ladeanschlusses kommen sollten. Das Linearstellglied kann stirnseitig lediglich an dem Deckel anliegen oder auch mechanisch mit dem Deckel gekoppelt sein.
In Ausgestaltung der Erfindung ist eine elektrisch angetriebene Steuervorrichtung vorgesehen, die dem Linearstellglied zugeordnet ist, um das Linearstellglied in wenigstens einer Bewegungsrichtung anzutreiben. Die elektrisch angetriebene Steuervorrichtung ermöglicht ein äußerst komfortables und automatisiertes Öffnen des Deckels, vorzugsweise abhängig von entsprechenden Vorgaben, die der Steuervorrichtung zugeordnet sind. So kann bei Öffnen der Muldenabdeckung auch das Linearstellglied für ein Öffnen des Deckels betätigt werden, wenn eine Strombetankung mit einer Stromart erfolgen soll, die die Kopplung eines Ladesteckers einer stationären Ladestation mit dem durch den Deckel verschlossenen Ladeanschluss erforderlich macht. Die elektrisch angetriebene Steuervorrichtung wird zumindest in der Bewegungsrichtung eingesetzt, die eine Überführung des Deckels aus der Schließstellung in die Ladestellung bewirkt. Die elektrisch angetriebene Steuervorrichtung kann auch eine Rückstellung des Deckels aus der Ladestellung in die Schließstellung bewirken. Alternativ kann eine Rückstellung des Deckels aus der Ladestellung in die Schließstellung durch eine nachfolgend näher beschriebene Rückstellfederanordnung erfolgen, so dass die elektrisch angetriebene Steuervorrichtung das Linearstellglied lediglich in Richtung der Öffnungsstellung bewegen muss entgegen der Rückstellkraft der Rückstellfederanordnung.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Linearstellglied als Schubkolben ausgebildet, der in einem Gehäuse der Lademulde gelagert ist und permanent stirnseitig an einer Deckelinnenseite anliegt. Der Schubkolben ragt vorteilhaft durch einen Durchtritt im Gehäuse der Lademulde von einer Innenseite her zu einer Außenseite der Lademulde hindurch, um den außenseitig angeordneten Deckel zu betätigen. Eine entsprechende Linearführung für den Schubkolben ist demzufolge ortsfest an dem Gehäuse der Lademulde vorgesehen.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die Steuervorrichtung einen rotatorischen Antrieb auf, der mittels eines Getriebes mit dem Schubkolben gekoppelt ist. Vorzugsweise weist das Getriebe ein linearbewegliches Übertragungsglied auf, das mit dem Schubkolben mechanisch zusammenwirkt. Antriebsdrehungen des rotatorischen Antriebs werden demzufolge in eine Linearbewegung des Schubkolbens umgesetzt, entweder durch direkten Angriff des Getriebes am Schubkolben oder durch Angriff des Getriebes an einem linearbeweglichen Übertragungsglied, das seinerseits mit dem Schubkolben mechanisch zusammenwirkt.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist als Übertragungsglied eine Gewindespindel oder eine Zahnstange vorgesehen. Bei einer Gewindespindel wird eine Linearbewegung in Form eines Vorschubs durch Rotieren der Gewindespindel erzeugt und zwar entweder für die Gewindespindel selbst oder bei stationärer Drehlagerung der Gewindespindel durch Linearverlagerung einer auf der Gewindespindel angeordneten Schnecke, die mit dem Schubkolben gekoppelt ist. Bei einer Zahnstange erfolgt ein Angriff eines Zahnritzels des Getriebes an der Zahnstange, die wiederum linearbeweglich verschiebbar geführt ist.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Übertragungsglied orthogonal zu der Bewegungsrichtung des Schubkolbens beweglich gelagert, und es ist eine mechanische Umlenkanordnung vorgesehen, die eine Linearbewegungskraft des Übertragungsglieds umlenkt auf den Schubkolben. Vorteilhaft weist die mechanische Umlenkanordnung zu den Bewegungsrichtungen des Übertragungsglieds und des Schubkolbens geneigt ausgerichtete, zueinander komplementäre Anlageflächen am Übertragungsglied einerseits und an dem Schubkolben andererseits auf, die gleitbeweglich miteinander in Kontakt stehen. Diese Ausgestaltung nutzt das Prinzip der schiefen Ebene, um die entsprechende Bewegungsübertragung der Linearbewegung des Übertragungsglieds auf die orthogonale Linearbewegung des Schubkolbens zu erzielen. Die Anlageflächen werden auch als Führungsflächen bezeichnet. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist eine Rückstellfederanordnung vorgesehen, die an dem Deckel angreift, um auf den Deckel ein permanentes Drehmoment auszuüben in Richtung der Schließstellung. Als Rückstellfederanordnung ist vorzugsweise wenigstens eine Torsionsfeder vorgesehen, die koaxial zur Schwenkachse des Deckels angeordnet ist. Bei dieser Ausgestaltung wird die elektrisch angetriebene Steuervorrichtung vorteilhaft lediglich dazu verwendet, um das Linearstellglied aus der Schließstellung in Richtung der Ladestellung zu betätigen. In entgegengesetzter Richtung ist die Steuervorrichtung derart ausgeführt, dass das Linearstellglied allein durch die Rückstellkraft der Rückstellfederanordnung wieder in seine Ausgangslage durch den Deckel zurückgedrückt wird. Die elektrisch angetriebene Steuervorrichtung kann sich bei dieser Ausgestaltung in der Bewegungsrichtung aus der Ladestellung in Richtung der Schließstellung in einer Leerlaufstellung befinden.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, das anhand der Zeichnungen dargestellt ist.
Fig. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ladeanschlussvorrichtung, bei der eine Muldenabdeckung sich in einer Freigabestellung und ein Deckel für einen Ladeanschluss sich in einer Schließstellung befinden,
Fig. 2 die Ladeanschlussvorrichtung gemäß Fig. 1 mit in eine Ladestellung verschwenktem Deckel des Ladeanschlusses,
Fig. 3 schematisch einen Teilbereich der Ladeanschlussvorrichtung gemäß den Fig. 1 und 2 von einer Innenseite her gesehen und unter Weglassung einer Lademulde bei geschlossenem Deckel und
Fig. 4 die Funktionsanordnung gemäß Fig. 3 in anderer Perspektive und mit in Ladestellung verschwenktem Deckel.
Eine Ladeanschlussvorrichtung 1 nach den Fig. 1 bis 4 weist eine Lademulde 2 auf, die in nicht dargestellter Weise im Bereich einer Karosserieaußenhaut eines Kraftfahrzeugs in betriebsfertigem Zustand fahrzeugfest montiert ist. Die Lademulde 2 bildet ein formstabiles Gehäuse, vorteilhaft aus Kunststoff, das mit entsprechenden Fahrzeugkarosserieteilen der Fahrzeugkarosserie verbunden ist. Die Lademulde 2 ist durch eine lediglich schematisch dargestellte Muldenabdeckung 3 außenseitig abdeckbar, wobei die Muldenabdeckung 3 in einer Schließstellung die Lademulde 2 außenseitig vollständig überdeckt und bündig zur Karosserieaußenhaut der angrenzenden Fahrzeugkarosserieabschnitte ausgerichtet ist. Die Muldenabdeckung 3 ist zwischen der in Fig. 1 dargestellten Öffnungsstellung und einer die Lademulde 2 überdeckenden Schließstellung fahrzeugseitig beweglich gelagert. Die Lademulde
2 ist gemäß Fig. 2 mit zwei Ladeanschlüssen 4, 5 versehen, von denen ein erster Ladeanschluss 4 als Steckdose für Wechselstrom und der in Fahrzeughochrichtung darunterliegende Ladeanschluss 5 mit einer Gleichstromsteckdose versehen ist. Beide Ladeanschlüsse 4, 5 sind elektrisch verbunden mit einem Batteriesystem eines elektrischen Fahrantriebssystems des Kraftfahrzeugs. Um das jeweilige Batteriesystem aufladen zu können, wird ein Ladestecker einer stationären Ladestation in den jeweiligen Ladeanschluss 4, 5 eingesteckt und dadurch für eine Strombefüllung elektrisch kontaktiert. Je nachdem, ob ein Ladestecker für eine Wechselstromladung oder ein Ladestecker für eine Gleichstromladung für einen Ladevorgang verwendet werden, wird der entsprechende Ladestecker in den einen Ladeanschluss 4 oder den anderen Ladeanschluss 5 eingesteckt.
Dem mit einer Gleichstromsteckdose versehenen Ladeanschluss 5, der in der Darstellung gemäß Fig. 2 den unteren Ladeanschluss bildet, ist zusätzlich ein Deckel 6 zugeordnet, der gemäß Fig. 1 den Ladeanschluss 5 bei Nichtbenutzung verschließt. Der Deckel 6 ist um eine Schwenkachse S schwenkbeweglich gelagert im Bereich der bei geöffneter Muldenabdeckung
3 von außen her sichtbaren Außenseite der Lademulde 2. Die Schwenkachse S ist in Fahrzeughochrichtung unterhalb des Ladeanschlusses 5 positioniert und zumindest weitgehend in Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtet bei angenommener Ausrichtung der Lademulde 2 in einer im Wesentlichen durch die Fahrzeughochrichtung und die Fahrzeuglängsrichtung aufgespannten Ebene. Zur Lagerung des Deckels 6 um die Schwenkachse S ist eine anhand der Fig. 3 und 4 gut erkennbare Schwenklagerung vorgesehen. Der Deckel 6 wird durch eine Rückstellfederanordnung 8, die durch zwei Torsionsfedern gebildet ist, permanent in Richtung seiner Schließstellung drehmomentbeaufschlagt.
Um den Deckel 6 aus der Schließstellung gemäß Fig. 1 in seine Ladestellung, d.h. seine Öffnungsstellung, gemäß Fig. 2 zu überführen, ist ein Linearstellglied 7 in Form eines Schubkolbens vorgesehen, das in Abstand oberhalb der Schwenkachse S an einer dem Ladeanschluss 5 zugewandten Innenseite des Deckels 6 angreift und orthogonal zu der Schwenkachse S linearbeweglich in dem durch die Lademulde 2 gebildeten Gehäuse gelagert ist. Das Gehäuse der Lademulde 2 weist hierzu eine nicht näher gezeigte, gehäusefeste Linearführung für das Linearstellglied 7 auf, die in Fahrzeugquerrichtung nach außen in einen Durchtritt 9 mündet, der in seiner Randkontur auf einen Querschnitt des Linearstellglieds 7 abgestimmt ist. Das Linearstellglied 7 ist demzufolge in Fahrzeugquerrichtung zwischen einer in dem Durchtritt 9 der Lademulde 2 versenkt angeordneten Ruhestellung (Fig. 3) und einer in Fahrzeugquerrichtung nach außen verfahrenen Funktionsstellung (Fig. 4) linearbeweglich geführt.
Die Innenseite des Deckels 6 weist einen vorzugsweise einstückig angeformten Anschlagnocken 16 auf, der mit einer Stirnseite des Linearstellglieds 7 permanent in Kontakt ist. Der Anschlagnocken 16 bildet eine Abstützung des Deckels 6 gegenüber dem Linearstellglied 7. Der Anschlagnocken 16 gleitet während einer Verfahrbewegung des Linearstellglieds 7 aus der Ruhestellung in die Funktionsstellung an der Stirnseite des Linearstellglieds 7 allmählich nach unten. Hierzu ist die Stirnseite des als Schubkolben ausgebildeten Linearstellglieds 7 mit einer Anlaufschräge versehen, wie Fig. 4 entnehmbar ist. In der nach außen verfahrenen Funktionsstellung ist der Anschlagnocken 16 unterhalb einer Unterseite des Linearstellglieds 7 positioniert, so dass das Linearstellglied 7 den Anschlagnocken 16 geringfügig überfahren hat und so eine sichere Abstützung des Anschlagnockens 16 an der Unterseite des Linearstellglieds 7 bildet. Sobald das Linearstellglied 7 aus der Funktionsstellung gemäß Fig. 4 wieder in Fahrzeugquerrichtung nach innen verfahren wird, gleitet der Anschlagnocken 16 wieder an der Anlaufschräge der Stirnseite des Linearstellglieds 7 nach oben, da die Rückstellfederanordnung 8 auf den Deckel 6 das bereits beschriebene, permanente Drehmoment in Schließrichtung ausübt. In der zurück in Fahrzeughochrichtung verschwenkten Schließstellung des Deckels 6 liegt die Innenseite des Deckels 6 an einer Umrandung des Ladeanschlusses 5 und/oder über den Anschlagnocken 16 an der Stirnfläche des Linearstellglieds 7 an, die in Fahrzeughochrichtung oberhalb der Anlaufschräge positioniert ist.
Um das Linearstellglied 7 zwischen der Ruhestellung und der Funktionsstellung verlagern zu können, ist eine elektrisch angetriebene Steuervorrichtung vorgesehen, die nachfolgend näher beschrieben wird.
Eine rückseitige Stirnfläche des Linearstellglieds 7, die der dem Deckel 6 zugewandten Stirnseite in Fahrzeugquerrichtung innenseitig gegenüberliegt, ist mit einer Führungsschräge 10 versehen, die eine schiefe Ebene bildet, die vertikal ausgerichtet ist und in der Zeichnung gemäß Fig. 3 von rechts nach links und in Fahrzeuglängsrichtung gesehen in Fahrzeugquerrichtung zur Mitte hin ansteigt. Die Führungsschräge 10 ist Teil einer Umlenkanordnung, die eine rotatorische Kraft eines elektrischen Antriebsmotors 15 der Steuervorrichtung mittels eines Getriebes auf das Linearstellglied 7 überträgt. Das Getriebe weist einen Zahnstangentrieb mit einer parallel zur Schwenkachse S linearbeweglich gelagerten Zahnstange 12 auf, die ein Übertragungsglied des Getriebes bildet. Die Zahnstange 12 weist an ihrer der Führungsschräge 10 zugewandten Frontseite eine komplementär entlang einer parallelen schiefen Ebene ausgerichtete Führungsschräge 11 auf, die an der Führungsschräge 10 des Linearstellglieds 7 anliegt und bei einer Längsverlagerungsbewegung der Zahnstange 12 entlang der Führungsschräge 10 entlanggleitet. Die Zahnstange 12 ist mittels nicht näher dargestellter Führungsabschnitte linearbeweglich parallel zu der Schwenkachse S gelagert. Die Zahnstange 12 weist eine seitlich angeordnete Verzahnung 13 auf, die mit einer Stirnverzahnung eines Ritzels 14 kämmt, das durch den elektrischen Antriebsmotor 15 rotatorisch angetrieben ist. Die Führungsflächen 10 und 11 bilden Anlageflächen im Sinne der Erfindung. Alle beschriebenen Funktionsteile sind Teile der zuvor genannten Steuervorrichtung.
Bei einer nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist statt eines Zahnstangentriebs als Übertragungsglied zwischen dem elektrischen Antriebsmotor 15 und dem Linearstellglied 7 eine Gewindespindel vorgesehen, die durch ein als Schneckenritzel ausgebildetes Antriebsritzel angetrieben ist, das analog des Zahnritzels 14 positioniert sein kann. Alternativ kann die Gewindespindel auch über ein anders gestaltetes Getriebe derart angetrieben werden, dass ein Vorschub für die Gewindespindel entsteht, der über eine geeignete Umlenkanordnung die um 90° versetzte Schubbewegung auf das Linearstellglied 7 ausübt. Weiter alternativ kann die Gewindespindel stationär drehbar gelagert sein und eine auf der Gewindespindel schraubbeweglich gelagerte Schnecke linearbeweglich verlagern, die eine schräge Führungsfläche analog der oben beschriebenen Umlenkanordnung aufweist.
Die elektrisch angetriebene Steuervorrichtung und auch die Führung für das Linearstellglied 7 sind derart ausgeführt, dass keine Selbsthemmung bei abgeschaltetem elektrischem Antriebsmotor entsteht. Dadurch genügt es, dass der elektrische Antriebsmotor 15 bei einer Überführung des Linearstellglieds 7 aus der Ruhestellung in Richtung der Funktionsstellung aktiviert wird. Der elektrische Antriebsmotor 15 bleibt aktiviert, solange an dem Ladeanschluss 5 ein entsprechender Ladestecker angedockt ist. Sobald ein Ladevorgang abgeschlossen und der Ladestecker wieder von dem Ladeanschluss 5 entfernt ist, wird der elektrische Antriebsmotor 15 deaktiviert, wodurch das Getriebe mit dem Zahnritzel 14 und der Zahnstange 12 in Leerlauf gelangt, so dass die Rückstellkraft der Rückstellfederanordnung 8 den Schließdeckel 6 wieder in die Schließstellung überführen kann.

Claims

Patentansprüche
1. Ladeanschlussvorrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug mit einer in betriebsbereitem Zustand fahrzeugfesten Lademulde (2), die wenigstens zwei unterschiedliche Ladeanschlüsse (4, 5) aufweist und durch eine bewegliche Muldenabdeckung verschließbar oder freigebbar ist, wobei wenigstens ein Ladeanschluss (5) durch einen Deckel (6) verschließbar ist, der um eine Schwenkachse (S) schwenkbeweglich relativ zu dem Ladeanschluss (5) gelagert ist zwischen einer den Ladeanschluss (5) verschließenden Schließstellung und einer den Ladeanschluss (5) freigebenden Ladestellung, dadurch gekennzeichnet, dass dem Deckel (6) ein Linearstellglied (7) zugeordnet ist, das sich stirnseitig und in radialem Abstand zu der Schwenkachse (S) des Deckels (6) an dem Deckel (6) abstützt und derart linearbeweglich gelagert ist, dass eine Linearverlagerung des Linearstellglieds (7) zwangsläufig eine Schwenkbewegung des Deckels (6) aus der Schließstellung in die Ladestellung bewirkt.
2. Ladeanschlussvorrichtung (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrisch angetriebene Steuervorrichtung vorgesehen ist, die dem Linearstellglied (7) zugeordnet ist, um das Linearstellglied (7) in wenigstens einer Bewegungsrichtung anzutreiben.
3. Ladeanschlussvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Linearstellglied (7) als Schubkolben ausgebildet ist, der in einem Gehäuse der Lademulde (2) gelagert ist und permanent stirnseitig an einer Deckelinnenseite anliegt.
4. Ladeanschlussvorrichtung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung einen rotatorischen Antrieb aufweist, der mittels eines Getriebes mit dem Schubkolben gekoppelt ist.
5. Ladeanschlussvorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe ein linearbewegliches Übertragungsglied aufweist, das mit dem Schubkolben mechanisch zusammenwirkt.
6. Ladeanschlussvorrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Übertragungsglied eine Gewindespindel oder eine Zahnstange (12) vorgesehen ist.
7. Ladeanschlussvorrichtung (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungsglied orthogonal zu der Bewegungsrichtung des Schubkolbens beweglich gelagert ist, und dass eine mechanische Umlenkanordnung vorgesehen ist, die eine Linearbewegungskraft des Übertragungsglieds umlenkt auf den Schubkolben.
8. Ladeanschlussvorrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Umlenkanordnung zu den Bewegungsrichtungen des Übertragungsglieds und des Schubkolbens geneigt ausgerichtete, zueinander komplementäre Anlageflächen (10, 11) am Übertragungsglied einerseits und an dem Schubkolben andererseits aufweist, die gleitbeweglich miteinander in Kontakt stehen.
9. Ladeanschlussvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rückstellfederanordnung (8) vorgesehen ist, die an dem Deckel (6) angreift, um auf den Deckel (6) ein permanentes Drehmoment auszuüben in Richtung der Schließstellung.
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