DE102017201365B4

DE102017201365B4 - Ladeanschlusseinrichtung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102017201365B4
Application number: DE102017201365.6A
Authority: DE
Inventors: Thomas Jobst; Jaume Sanchez; Michael KAUSELMANN
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2017-01-27
Filing date: 2017-01-27
Publication date: 2021-02-04
Anticipated expiration: 2037-01-28
Also published as: DE102017201365A1; US10259315B2; CN108357568A; CN108357568B; US20180215254A1

Abstract

Ladeanschlusseinrichtung (2) für ein Kraftfahrzeug (1), umfassend eine in einer Vertiefung (6) angeordnete Anschlussdose (7) mit einer mit dieser lösbar verbindbaren schwenkbaren Abdeckung (8), sowie eine die Vertiefung (6) reversibel verschließende, schwenkbare Abdeckklappe (9), wobei die Abdeckung (8) und die Abdeckklappe (9) zwischen einer Schließstellung und einer Offenstellung verschwenkbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die sich in der Offenstellung befindliche Abdeckung (8) im Schwenkweg der mittels eines motorischen Stellmittels (13) aus der Offenstellung in die Schließstellung schwenkbaren Abdeckklappe (9) angeordnet ist und während der Schwenkbewegung der Abdeckklappe (9) die Abdeckklappe (9) gegen die Abdeckung (8) läuft, die dadurch von der Abdeckklappe (9) zum Schließen mitgenommen wird, wobei die Abdeckung (8) mit einem sie in die Schließstellung vorspannenden Rückstellelement (14) gekoppelt ist und während der Bewegung von der Schließstellung in die Offenstellung über einen Totpunkt geführt wird, wobei die Abdeckklappe (9) die Abdeckung (8) beim Schließen bis über den Totpunkt mitnimmt, wonach die Abdeckung (8) über das Rückstellelement (14) automatisch in die Schließstellung schnappt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ladeanschlusseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine in einer Vertiefung angeordnete Anschlussdose mit einer mit dieser lösbar verbindbaren schwenkbaren Abdeckung, sowie eine die Vertiefung reversibel verschließende, schwenkbare Abdeckklappe, wobei die Abdeckung und die Abdeckklappe zwischen einer Schließstellung und einer Offenstellung verschwenkbar sind.
Eine derartige Ladeanschlusseinrichtung kommt bei modernen Kraftfahrzeugen in Form von Elektro- oder Hybridfahrzeugen zum Einsatz. Sie dient dazu, ein Ladekabel an der Anschlussdose anzuschließen, um den fahrzeugseitig verbauten Energiespeicher laden zu können. Eine solche Ladeanschlusseinrichtung, wie sie beispielsweise aus den gattungsbildenden Druckschriften DE 44 16 992 A1 oder EP 2 586 688 A1 bekannt ist, umfasst eine in einer Vertiefung, die über ein entsprechendes Bauteil, das Teil einer Ladeanschlusseinrichtung ist, ausgebildet ist, angeordnete Anschlussdose, beispielsweise eine CCS-Ladedose. Dieser ist eine schwenkbare Abdeckung zugeordnet, mit der die Anschlussdose verschlossen werden kann, um die Anschlussdose vor Verschmutzung oder dem Eintritt von Feuchtigkeit zu schützen. Vorgesehen ist des Weiteren eine die Vertiefung reversibel verschließende, schwenkbare Abdeckklappe, die die Ladeanschlusseinrichtung quasi nach außen hin abdeckt. Eine solche Ladeanschlusseinrichtung kommt beispielsweise bei Personenkraftwagen zum Einsatz, vornehmlich im Bereich der Fahrzeugaußenseite, wobei die Abdeckklappe einen Teil der Fahrzeugaußenseite bildet.
Die Abdeckung sowie die Abdeckklappe sind wie beschrieben schwenkbar angeordnet, sie sind zwischen einer Schließstellung, in der die Abdeckung die Anschlussdose und die Abdeckklappe die Vertiefung verschließt, und einer Offenstellung, in der beide aufgeschwenkt und mithin geöffnet sind, verschwenkbar.
Nach Beendigung des Ladevorgangs muss der Anwender zunächst den Ladestecker von der Anschlussdose abziehen, woraufhin er manuell die Abdeckung schließt, also in die Schließstellung schwenkt, und sie durch Andrücken hinreichend an der Anschlussdose festlegen. Anschließend schließt er in einem nächsten Schritt die Abdeckklappe, um die Vertiefung zu schließen, also die Ladeanschlusseinrichtung als solche zu schließen. Dies ist umständlich.
Aus DE 299 04 804 U1 ist eine Verschlussvorrichtung für Kraftstofftanks bekannt, bei der ein Tankstutzen und eine Außenklappe über eine Gelenkstange miteinander verbunden sind.
Weitere Ladeanschlüsse bzw. Ladevorrichtungen sind aus den Druckschriften DE 11 2011 103 303 T5 und DE 694 21 754 T2 bekannt. DE 601 07 305 T2 betrifft einen weiteren Tankstutzen.
Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, eine gegenüber den gattungsbildenden Ladeanschlusseinrichtungen verbesserte, ein einfacheres Schließen ermöglichende Ladeanschlusseinrichtung anzugeben.
Zur Lösung dieses Problems ist bei einer Ladeanschlusseinrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass die sich in der Offenstellung befindliche Abdeckung im Schwenkweg der mittels eines motorischen Stellmittels aus der Offenstellung in die Schließstellung schwenkbaren Abdeckklappe angeordnet ist und während der Schwenkbewegung der Abdeckklappe die Abdeckklappe gegen die Abdeckung läuft, die dadurch von der Abdeckklappe zum Schließen mitgenommen wird, wobei die Abdeckung mit einem sie in die Schließstellung vorspannenden Rückstellelement gekoppelt ist und während der Bewegung von der Schließstellung in die Offenstellung über einen Totpunkt geführt wird, wobei die Abdeckklappe die Abdeckung beim Schließen bis über den Totpunkt mitnimmt, wonach die Abdeckung über das Rückstellelement automatisch in die Schließstellung schnappt.
Bei der erfindungsgemäßen Ladeanschlusseinrichtung ist eine Bewegungskopplung der Abdeckung und der Abdeckklappe derart vorgesehen, dass die Abdeckklappe beim Verschwenken von der Offenstellung in die Schließstellung quasi gegen die Abdeckung läuft und diese zum Schließen mitnimmt. Die Bewegung der Abdeckklappe erfolgt darüber hinaus mittels eines motorischen Stellelements, bevorzugt eines Elektromotors, der über eine Steuerungseinrichtung entsprechend angesteuert wird, was beispielsweise dadurch erfolgen kann, dass der Anwender eine Taste oder dergleichen betätigt, woraufhin der Schließvorgang initiiert wird. Durch die Bewegungskopplung und die Verwendung eines motorischen Stellmittels sind folglich keinerlei Handgriffe seitens des Anwenders mehr erforderlich. Denn der Schließvorgang wird über das elektromotorische Stellmittel initiiert respektive erwirkt, wobei über die Bewegungskopplung sichergestellt ist, dass trotz Kopplung des motorischen Stellmittels ausschließlich mit der Abdeckklappe auch die Abdeckung mitgenommen, also automatisch bewegt wird und in die Schließstellung verbracht wird. Für den Anwender bedeutet dies ein hohes Maß an Einfachheit, Sicherheit und Komfort.
Gemäß einer nicht erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann dabei die Abdeckung über die Abdeckklappe bis in die Schließstellung bewegbar sein. Hier läuft also die Abdeckklappe beim Schließen gegen die Abdeckung und nimmt diese mit. Die Bewegungskopplung respektive die Anwendung von Abdeckklappe und Abdeckung ist dabei so gewählt, dass die Abdeckklappe die Abdeckung bis in die Schließstellung mitnimmt respektive bewegt, während sie quasi zur gleichen Zeit ebenfalls die Schließstellung einnimmt.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Abdeckung mit dem sie in die Schließstellung vorspannenden Rückstellelement gekoppelt ist und während der Bewegung von der Schließstellung in die Offenstellung über den Totpunkt geführt wird, wobei die Abdeckklappe die Abdeckung beim Schließen bis über den Totpunkt mitnimmt, wonach die Abdeckung über das Rückstellelement automatisch in die Schließstellung schnappt. Hier nimmt die Abdeckklappe die Abdeckung nur über einen Teil des Bewegungswegs der Abdeckung von der Offen- in die Schließstellung mit. Sie führt die Abdeckung lediglich über den Totpunkt des Schwenkwegs der Abdeckung. Die Abdeckung selbst ist über ein Rückstellelement vorgespannt. Dieses Rückstellelement wird automatisch weitergespannt, wenn die Abdeckung von der Schließstellung in die Offenstellung bewegt wird, wobei während dieser Bewegung die Abdeckung über den Totpunkt geführt wird. Sie ist jenseits des Totpunkts fixiert. Läuft nun die Abdeckklappe bei Ansteuerung des motorischen Stellmittels gegen die Abdeckung, so wird diese mitgenommen und über den Totpunkt geführt. Unmittelbar danach setzt ein automatischer Schließmechanismus der Abdeckung über das vorgespannte Rückstellelement ein, das heißt, dass das Rückstellelement die Abdeckung dann unmittelbar in die Schließstellung zieht, die Abdeckung schnappt also zu. Hierbei löst sie sich von der Abdeckklappe, die ihren Schließweg, über das motorische Stellmittel bewegt, weiter bis in die Schließstellung vorsetzt.
Das Rückstellelement selbst ist bevorzugt eine Feder, insbesondere eine Schraubenfeder, die in geeigneter Weise mit einem Ende positionsfest fixiert ist und mit dem anderen Ende mit der Abdeckung verbunden ist.
Die Abdeckung und die Abdeckklappe sind des Weiteren bevorzugt an einem gemeinsamen, die Vertiefung definierenden Bauteil schwenkbar angeordnet, so dass sich ein kompakter, relativ wenige Teile benötigender Aufbau ergibt. Alternativ kann die Abdeckung auch an der Anschlussdose schwenkbar angeordnet sein, während die Abdeckklappe an dem die Vertiefung definierenden Bauteil angeordnet ist. Sowohl der Abdeckung als auch der Abdeckklappe selbst sind Bewegungsbegrenzungen, die die Offenstellung definieren und den Bewegungsweg in diese begrenzen, zugeordnet.
Neben der Ladeanschlusseinrichtung selbst betrifft die Erfindung ferner ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Ladeanschlusseinrichtung der beschriebenen Art.
Bevorzugt ist die Ladeanschlusseinrichtung im Bereich einer Außenseite des Kraftfahrzeugs angeordnet, ist also von außen zugänglich, wobei die Abdeckklappe einen Teil der Fahrzeugaußenseite bildet. Alternativ ist es natürlich auch denkbar, die Ladeanschlusseinrichtung im Fahrzeuginneren, beispielsweise im Kofferraum, anzuordnen.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen.

1 eine Prinzipdarstellung in einer Teilansicht eines Kraftfahrzeugs mit einer Ladeanschlusseinrichtung,
2 eine Prinzipdarstellung einer nicht erfindungsgemäßen Ladeanschlusseinrichtung aus 1 mit in Offenstellung befindlicher Abdeckklappe und Abdeckung,
3 eine Darstellung entsprechend 2 während des Schließvorgangs,
4 die Ladeanschlusseinrichtung aus 3 in geschlossenem Zustand,
5 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Ladeanschlusseinrichtung mit geöffneter Abdeckklappe und Abdeckung,
6 eine Darstellung der erfindungsgemäßen Ladeanschlusseinrichtung während des Schließvorgangs,
7 eine den Schließvorgang fortsetzende Darstellung der erfindungsgemäßen Ladeanschlusseinrichtung aus 6, und
8 die erfindungsgemäßen Ladeanschlusseinrichtung aus 7 im geschlossenen Zustand.

1 zeigt eine Prinzipdarstellung einer Teilansicht eines Kraftfahrzeugs 1 in Form eines PKW umfassend eine Ladeanschlusseinrichtung 2, die in eine beispielsweise an der Fahrzeugaußenseite 3 der Karosserie eingebrachte Ausnehmung 4 eingesetzt ist. Die Ladeanschlusseinrichtung 2 weist ein Bauteil 5 auf, das eine Vertiefung 6 ausbildet respektive definiert. Am Boden der Vertiefung ist eine Anschlussdose 7, beispielsweise eine CCS-Ladedose positioniert, die in geeigneter Weise mit einem fahrzeugseitig verbauten Energiespeicher verbunden ist.
Der Anschlussdose 7 zugeordnet ist eine Abdeckung 8, die schwenkbar am Bauteil 5 angeordnet ist, und die zum dichten Abdecken der Anschlussdose 7 dient. Alternativ kann die Abdeckung 8 auch an der Anschlussdose 7 selbst schwenkbar gelagert sein.
Vorgesehen ist des Weiteren eine Abdeckklappe 9, die ebenfalls im gezeigten Beispiel schwenkbar an dem Bauteil 5 angeordnet ist, und die zum Abdecken der Vertiefung 6 dient, die also die Öffnung 4 verschließt und demzufolge die Fahrzeugaußenseite 3 schließt. Die Abdeckung 8 sowie die Abdeckklappe 9 sind im gezeigten Beispiel in der Offenstellung gezeigt.
Die 2-4 zeigen eine nicht erfindungsgemäße Ladeanschlusseinrichtung 2 in Form von Prinzipdarstellungen, anhand derer der Schließvorgang dieser nicht erfindungsgemäßen Ladeanschlusseinrichtung 2 erläutert wird.
Gezeigt ist das Bauteil 5 sowie die Vertiefung 6, in der die Anschlussdose 7 angeordnet, wobei weitere Bauteile wie Verkabelung etc. nicht näher gezeigt sind.
Gezeigt ist des Weiteren die Abdeckung 8, die um eine Schwenkachse 10 verschwenkbar ist. Im Fall einer direkten Schwenklagerung der Abdeckung 8 an der Anschlussdose wäre die Schwenkachse 10 an der Anschlussdose selbst vorgesehen. Ebenso gezeigt ist die Abdeckklappe 9, die um eine Schwenkachse 11 verschwenkbar ist. An der Abdeckklappe 9 ist innenseitig ein Mitnehmerelement 12 vorgesehen, das während des Schließvorgangs der Abdeckklappe 9 gegen die Abdeckung 8 läuft und diese mitnimmt.
Ausgehend von 2 soll, wie durch den Pfeil A dargestellt, nach Beendigung des Schließvorgangs und Abziehen des hier nicht mehr gezeigten Ladesteckers die Ladeanschlusseinrichtung 2 geschlossen werden, das heißt, dass sowohl die Abdeckung 8 als auch die Abdeckklappe 9 geschlossen werden sollen. Der Schließvorgang der Abdeckklappe 9 erfolgt hier automatisch mittels eines motorischen Stellmittels 13, hier in Form eines Elektromotors, der mit der Abdeckklappe 9 gekoppelt ist respektive auf deren Schwenkachse 11 wirkt.
Soll nun nach Beendigung des Ladevorgangs die Ladeanschlusseinrichtung 2 geschlossen werden, so betätigt der Anwender eine hier nicht näher gezeigte Betätigungstaste beispielsweise an seinem Fahrzeugschlüssel oder im Bereich der Ladeanschlusseinrichtung selbst, um das motorische Stellmittel 13 über eine nicht näher gezeigte Steuerungseinrichtung anzusteuern. Denkbar wäre es auch, das Abziehen des Ladesteckers zu sensieren und nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit das motorische Stellmittel über eine Steuerungseinrichtung automatisch anzusteuern, um die Ladeanschlusseinrichtung 2 zu schließen.
Wird das Stellmittel 13 angesteuert, so verschwenkt es in Richtung des Pfeils A. Im Schwenkweg der Abdeckklappe 9 befindet sich, siehe 3, die Abdeckung 8. Die Abdeckklappe 9 läuft mit dem Mitnehmerelement 12 gegen die Abdeckung 8, diese wird also bewegungsgekoppelt. Bei fortgesetzter Schwenkbewegung der Abdeckklappe 9 wird sodann zwangsläufig die Abdeckung 8 mitgenommen und in Richtung der Anschlussdose 7 geführt. Die Schwenkbewegung geschieht solange, bis die Abdeckklappe 9 und mit ihr die Abdeckung 8 die in 4 gezeigte Schließstellung erreichen. In dieser liegt die Abdeckung 8 fest und dicht auf der Anschlussdose 7 auf. Sie wird gegen diese durch das Mitnehmerelement 12 gedrückt. Die Abdeckung 9 schließt die Ladeanschlusseinrichtung 2 respektive die Vertiefung 6 ab, sodass die Fahrzeugaußenseite geschlossen ist.
Zum Öffnen ist die Abdeckklappe 9 entweder manuell zu öffnen, gegebenenfalls kann dies auch über das motorische Stellmittel 13 erfolgen. Die Abdeckung 8 ist in jedem Fall manuell zu öffnen.
5 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Ladeanschlusseinrichtung 2 eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 1. Diese entspricht im Wesentlichen der Ausgestaltung gemäß der 2-3. Hier ist jedoch die Abdeckung 8, die auch hier schwenkbar um die Schwenkachse 10 gelagert ist, mit einem Rückstellelement 14, beispielsweise in Form einer Feder bzw. Schraubenfeder 15 gekoppelt. Das Rückstellelement 14 respektive die Schraubenfeder 15 ist mit einem Ende im gezeigten Beispiel an dem Bauteil 5 befestigt, mit dem anderen Ende an der Abdeckung 8. In der gezeigten Offenstellung ist die Abdeckung 8 über ihren Totpunkt, in dem sie im gezeigten Beispiel vertikal stehen würde, etwas hinausgeschwenkt und gegen einen Anschlag 16 gelaufen, der die Offenstellung festlegt. Die Feder 15 ist in dieser Position gespannt. Auch hier kann die Abdeckung 8 über die Schwenkachse 10 direkt an der Anschlussdose 7 schwenkbar gelagert sein. Das Rückstellelement 14 wäre in diesem Fall z. B. an der Anschlussdose 7 befestigt oder in diese integriert.
Die Abdeckklappe 9 ist ebenfalls in der Offenstellung gezeigt, sie ist auch hier um die Schwenkachse 11 schwenkbar, zu ihrer Bewegung ist auch hier ein motorisches Stellmittel 13 vorgesehen.
Soll nun die Ladeanschlusseinrichtung 2 geschlossen werden, so wird durch Betätigung des motorischen Stellmittels 13 die Abdeckklappe 9 in Richtung des Pfeils A geschwenkt. Auch hier befindet sich die Abdeckung 8 im Schwenkweg der Abdeckklappe 9. Diese läuft, siehe 6, gegen die Abdeckung 8, nimmt diese also mit. Sie führt sie während des weiteren Schwenkens in den oberen Totpunkt, wie in 6 gezeigt. Wird die Abdeckklappe 9 weiter geschwenkt, so wird die Abdeckung 8 über den Totpunkt hinaus bewegt. Unmittelbar nach Schwenken über den Totpunkt schnappt die Abdeckung 8 über das Rückstellelement 14, also die Schraubenfeder 15 aktiv gezogen in die in 7 gezeigte Schließstellung. Die Abdeckung 8 wird hier also nur über einen Teil ihres Schließweges von der Abdeckklappe 9 mitgenommen, bis eben kurz über den Totpunkt, woraufhin sie automatisch über die Schraubenfeder 15 zuschnappt. Die Abdeckklappe 9 selber befindet sich noch nicht in der Schließstellung, siehe Fig .7. In diese wird sie jedoch im Anschluss durch Fortsetzung der Schließbewegung über das motorische Stellmittel 13 gebracht. In der Schließstellung, siehe 8, ist wiederum die Anschlussdose 7 wie auch die Vertiefung 6 geschlossen.
Zum Öffnen kann auch hier die Abdeckklappe 9 manuell in die Offenstellung bewegt werden, alternativ kann hierzu auch das motorische Stellmittel 13, also der Elektromotor verwendet werden, wozu dieser durch Betätigung eines Bedienelements oder dergleichen entsprechend anzusteuern ist.
Die Abdeckung 8 ihrerseits ist in jedem Fall manuell zu öffnen. Sie ist gegen die Rückstellkraft der Schraubenfeder 15 in die Offenstellung zu schwenken, also etwas über den Totpunkt hinaus bis in die 5 gezeigte Position zu schwenken. In dieser wird sie durch das Rückstellelement 14 respektive die Schraubenfeder 15 ebenfalls sicher gehalten, bis sie aus ihr beim erneuten Schließvorgang über die Abdeckklappe 9 hinaus bewegt wird.

Claims

Ladeanschlusseinrichtung (2) für ein Kraftfahrzeug (1), umfassend eine in einer Vertiefung (6) angeordnete Anschlussdose (7) mit einer mit dieser lösbar verbindbaren schwenkbaren Abdeckung (8), sowie eine die Vertiefung (6) reversibel verschließende, schwenkbare Abdeckklappe (9), wobei die Abdeckung (8) und die Abdeckklappe (9) zwischen einer Schließstellung und einer Offenstellung verschwenkbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die sich in der Offenstellung befindliche Abdeckung (8) im Schwenkweg der mittels eines motorischen Stellmittels (13) aus der Offenstellung in die Schließstellung schwenkbaren Abdeckklappe (9) angeordnet ist und während der Schwenkbewegung der Abdeckklappe (9) die Abdeckklappe (9) gegen die Abdeckung (8) läuft, die dadurch von der Abdeckklappe (9) zum Schließen mitgenommen wird, wobei die Abdeckung (8) mit einem sie in die Schließstellung vorspannenden Rückstellelement (14) gekoppelt ist und während der Bewegung von der Schließstellung in die Offenstellung über einen Totpunkt geführt wird, wobei die Abdeckklappe (9) die Abdeckung (8) beim Schließen bis über den Totpunkt mitnimmt, wonach die Abdeckung (8) über das Rückstellelement (14) automatisch in die Schließstellung schnappt.
Ladeanschlusseinrichtung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückstellelement (14) eine Feder, insbesondere eine Schraubenfeder (15), ist.
Ladeanschlusseinrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (8) und die Abdeckklappe (9) an einem gemeinsamen, die Vertiefung (6) definierenden Bauteil (5) schwenkbar angeordnet sind.
Ladeanschlusseinrichtung (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (8) an der Anschlussdose (7) und die Abdeckklappe (9) an einem die Vertiefung (6) definierenden Bauteil (5) schwenkbar angeordnet sind.
Kraftfahrzeug (1), umfassend eine Ladeanschlusseinrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche.
Kraftfahrzeug (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladeanschlusseinrichtung (2) im Bereich einer Außenseite des Kraftfahrzeugs (1) angeordnet ist.